哈工程通信原理樣本

1、實驗一數(shù)字基帶信號_、 實驗?zāi)康?、了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號波形特 點。2、掌握AMI、HDB3碼的編碼規(guī)則。3、掌握從HDB3碼信號中提取位同步信號的方法。4、掌握集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)特點。5、了解HDB3( AMI)編譯碼集成電路CD22103。二、實驗內(nèi)容1、用示波器觀察單極性非歸零碼(NRZ)、傳號交替反轉(zhuǎn)碼(AMI)、三 階高密度雙極性碼(HDB3)、整流后的AMI碼及整流后的HDB3碼。2、用示波器觀察從HDB3碼中和從AMI碼中提取位同步信號的電路中 有關(guān)波形。3、用示波器觀察HDB3、AMI譯碼輸出波形。三、基本原理本實驗使用數(shù)字信源模

2、塊和HDB3編譯碼模塊。1、數(shù)字信源資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正或者刪除。本模塊是整個實驗系統(tǒng)的發(fā)終端，模塊內(nèi)部只使用+5V電壓，其原理方 框圖如圖1-1所示，電原理圖如圖1-3所示（見附錄）。本單元產(chǎn)生NRZ信 號，信號碼速率約為170.5KB,幀結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。幀長為24位，其中首 位無定義，第2位到第8位是幀同步碼（7位巴克碼1110010），另外16位為2 路數(shù)據(jù)信號，每路8位。此NRZ信號為集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號，實 驗電路中數(shù)據(jù)碼用紅色發(fā)光二極管指示，幀同步碼及無定義位用綠色發(fā)光 二極管指示。發(fā)光二極管亮狀態(tài)表示1碼，熄狀態(tài)表示。碼。本模塊有以下測試點

3、及輸入輸出點：CLK晶振信號測試點BS-OUT信源位同步信號輸出點/測試點（2個）FS信源幀同步信號輸出點/測試點NRZ-OUT（AK）NRZ信號（絕對碼）輸出點/測試點（4個）圖1-1中各單元與電路板上元器件對應(yīng)關(guān)系如下：晶振CRY:晶體;U1:反相器7404分頻器U2:計數(shù)器74161; U3:計數(shù)器74193; U4:計數(shù)器40160并行碼產(chǎn)生器K1、K2、K3: 8位手動開關(guān)，從左到右依次與幀同步碼、數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2相對應(yīng)；發(fā)光二極管：左起 分別與一幀中的24位代碼相對應(yīng)八選一U5、U6、U7: 8位數(shù)據(jù)選擇器4512三選一U8: 8位數(shù)據(jù)選擇器4512U20:非門 74HC04U9:

4、D 觸發(fā)器 74HC74倒相器抽樣圖1-1數(shù)字信源方框圖無定義位幀同步碼 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)2 x 1 1 1 0 0 1 0 XXXXXXXXXXXXXXXX圖1-2幀結(jié)構(gòu)下面對分頻器，八選一及三選一等單元作進(jìn)一步說明。分頻器74161進(jìn)行13分頻，輸出信號頻率為341kHz。74161是一個4位二進(jìn)制 加計數(shù)器，預(yù)置在3狀態(tài)。74193完成于2、于4、于8、于16運算，輸出BS、S1、S2、S3等4 個信號。BS為位同步信號，頻率為170.5kHz。S1、S2、S3為3個選通信 號，頻率分別為BS信號頻率的1/2、1/4和1/8。74193是一個4位二進(jìn)制加 /減計數(shù)器，當(dāng)CPD= PL =1、M

5、R=。時，可在Q0、Q】、Q2及Q3端分別輸 出上述4個信號。40160是一個二一十進(jìn)制加計數(shù)器，預(yù)置在7狀態(tài)，完成M運算，在Q0 和Q1端分別輸出選通信號S4、S5,這兩個信號的頻率相等、等于S3信號 頻率的1/3。分頻器輸出的S1、S2、S3、S4、S5等5個信號的波形如圖1-4( a)和 1-4( b)所示。八選一采用8路數(shù)據(jù)選擇器4512,它內(nèi)含了 8路傳輸數(shù)據(jù)開關(guān)、地址譯碼器和 三態(tài)驅(qū)動器，其真值表如表1-1所示。U5、U6和U7的地址信號輸入端A、 B、C并連在一起并分別接S1、S2、S3信號，它們的8個數(shù)據(jù)信號輸入 端x0 x7分別K1、K2、K3輸出的8個并行信號連接。由表1-

6、1能夠分析出U5、U6、U7輸出信號都是碼速率 為170.5KB、以8位為周期的串行信號。三選一三選一電路原理同八選一電路原理。S4、S5信號分別輸入到U8的地 址端A和B, U5、U6、U7輸出的3路串行信號分別輸入到U8的數(shù)據(jù)端 x3、x0、x1, U8的輸出端即是一個碼速率為170.5KB的2路時分復(fù)用信號, 此信號為單極性不歸零信號(NRZ)。S11 !_一 I(a)S3| (b)圖1-3分頻器輸出信號波形倒相與抽樣圖1-1中的NRZ信號的脈沖上升沿或下降沿比BS信號的下降沿稍有點 遲后。在實驗二的數(shù)字調(diào)制單元中，有一個將絕對碼變?yōu)橄鄬Υa的電路，要求輸入的絕 對碼信號的上升沿及下降沿與

7、輸入的位同步信號的上升沿對齊，而這兩個 信號由數(shù)字信源提供。倒相與抽樣電路就是為了滿足這一要求而設(shè)計的，它 們使NRZ-OUT及BS-OUT信號滿足碼變換電路的要求。表1-1 4512真值表CBAINHDISZ00000X000100 x101000 x201100 x310000 x410100 x511000 x611100 x7中中中100中中中中1高阻FS信號可用作示波器的外同步信號，以便觀察2DPSK等信號。FS信號、NRZ-OUT信號之間的相位關(guān)系如圖1-5所示，圖中NRZ-OUT 的無定義位為0,幀同步碼為1110010,數(shù)據(jù)1為11110000,數(shù)據(jù)2為 00001111。FS

8、信號的低電平、高電平分別為4位和8位數(shù)字信號時間，其 上升沿比NRZ-OUT碼第一位起始時間超前一個碼元。幀同步碼數(shù)據(jù)1 數(shù)據(jù)2NRZ-OUT | _ _iI IFS圖 1-4 FS、NRZ-OUT 波形2. HDB3編譯碼原理框圖如圖1-6所示。本模塊內(nèi)部使用+5V 和-5V電壓，其中-5V電壓由-12V電源經(jīng)三端穩(wěn)壓器7905變換得到。本單元有以下信號測試點：NRZ譯碼器輸出信號BS-R鎖相環(huán)輸出的位同步信號(AMI) HDB3編碼器輸出信號BPF帶通濾波器輸出信號DET( AMI) HDB3整流輸出信號圖1-5 HDB3編譯碼方框圖本模塊上的開關(guān)K4用于選擇碼型，K4位于左邊A（ AMI

9、端）選擇AMI 碼，位于右邊H（ HDB3端）選擇HDB3碼。圖1-6中各單元與電路板上元器件的對應(yīng)關(guān)系如下：HDB3編譯碼器U10: HDB3編譯碼集成電路CD22103A單/雙極性變換器U11:模擬開關(guān)4052雙/單極性變換器U12:非門 74HC04相加器U17:或門 74LS32帶通濾波器U13、U14:運放 UA741限幅放大器U15:運放 LM318鎖相環(huán)U16:集成鎖相環(huán)CD4046信源部分的分頻器、三選一、倒相器、抽樣以及（AMI）HDB3編譯碼專 用集成芯片CD22103等電路的功能能夠用一片EPLD（ EPM7064）芯片完成, 說明見附錄四。下面簡單介紹AMI、HDB3碼編碼規(guī)律。AMI碼的編碼規(guī)律是：信息代碼1變?yōu)閹в蟹柕?碼即+1或-1, 1的符 號交替反轉(zhuǎn)；信息代碼0的為。碼。AMI碼對應(yīng)的波形是占空比為0.5的雙 極性歸零碼，即脈沖寬度t與碼元寬度（碼元周期、碼元間隔）TS的關(guān)系是 t =0.5