通原實(shí)驗(yàn)-碼型變換

武漢理工大學(xué)信息工程學(xué)院專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)中心.通信原理實(shí)驗(yàn)一HDB3/AMI碼型變換與位同步提取數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)中信道的編/譯碼技術(shù)目的：是為了保證通信系統(tǒng)的傳輸可靠性，克服信道中的噪聲和干擾。實(shí)驗(yàn)技術(shù)

常用數(shù)字基帶信號(hào)碼型→基帶信號(hào)的傳輸方式→傳輸碼型選擇→碼型變換→線路傳輸碼———

AMI及HDB3。實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容數(shù)字通信系統(tǒng)對(duì)信息的傳輸有兩個(gè)基本的傳輸系統(tǒng)1、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)2、數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)用來(lái)傳輸數(shù)字基帶信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)。方法是：將數(shù)字基帶信號(hào)直接進(jìn)行線路傳輸。為適應(yīng)信道傳輸而將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，即將基帶信號(hào)的頻譜搬移到某一高頻處，變?yōu)轭l帶信號(hào)進(jìn)行傳輸，這種傳輸信號(hào)的方式稱為數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)。數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)特點(diǎn)是：發(fā)送端必須使用調(diào)制器，接收端必須使用解調(diào)器。

數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)特點(diǎn)是：發(fā)送端不使用調(diào)制器，接收端不使用解調(diào)器。

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

4.通過(guò)給定的實(shí)驗(yàn)電路,熟悉并掌握本實(shí)驗(yàn)電路的組成和工作過(guò)程,學(xué)會(huì)分析電路方法。

1.通過(guò)實(shí)驗(yàn),了解幾種常見(jiàn)的數(shù)字基帶信號(hào)，掌握常用的數(shù)字基帶信號(hào)的編碼規(guī)則。

2.掌握對(duì)二進(jìn)制單極性碼變換為AMI與HDB3碼的編譯碼規(guī)則、工作原理和實(shí)現(xiàn)方法；進(jìn)一步明確數(shù)字基帶信號(hào)傳輸線路碼型變換的目的。

3.簡(jiǎn)單了解位同步提取的實(shí)現(xiàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

AMI編譯碼系統(tǒng)

HDB3編譯碼系統(tǒng)1.AMI碼編碼規(guī)則驗(yàn)證2.AMI碼位同步信號(hào)觀測(cè)4.AMI碼譯碼和時(shí)延測(cè)量3.AMI碼單雙變換、雙單變換定性觀測(cè)1.HDB3碼變換規(guī)則驗(yàn)證2.HDB3碼位同步信號(hào)觀測(cè)3.HDB3碼單雙變換、雙單變換定性觀測(cè)4.HDB3碼譯碼和時(shí)延測(cè)量數(shù)字基帶信號(hào)的測(cè)量三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)1.數(shù)字信號(hào)與數(shù)字基帶信號(hào)

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，一般把模擬信號(hào)經(jīng)數(shù)字化處理后而形成的脈沖編碼信號(hào)，或是來(lái)自數(shù)據(jù)終端設(shè)備（比如計(jì)算機(jī)）的原始數(shù)據(jù)信號(hào)，稱為數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)的特點(diǎn)是:(1)數(shù)字信號(hào):信號(hào)的幅值取值是離散的，且幅值被限制在有限個(gè)數(shù)值之內(nèi)。常見(jiàn)的二進(jìn)制碼就是一種數(shù)字信號(hào)。二進(jìn)制碼受噪聲的影響小，易于由數(shù)字電路進(jìn)行處理，所以得到了廣泛的應(yīng)用。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)(2)數(shù)字基帶信號(hào):1010011

01

數(shù)字基帶信號(hào)，是消息代碼的電波形的表示形式。即將信源發(fā)出的、未經(jīng)調(diào)制或頻譜變換、直接在有效頻帶與信號(hào)頻譜相對(duì)應(yīng)的信道上傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，用不同的電平或脈沖來(lái)表示相應(yīng)的消息代碼。例：若將二進(jìn)制碼的一種數(shù)字信號(hào)變換為數(shù)字基帶信號(hào):

數(shù)字基帶信號(hào)的電波形表示的類型很多，常見(jiàn)的有矩形脈沖，三角波、高斯脈沖和升余弦脈沖等。最常用的是矩形脈沖，因?yàn)榫匦蚊}沖易于形成和變換。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)

數(shù)字基帶信號(hào)（以后簡(jiǎn)稱基帶信號(hào)）的類型有很多，如以矩形脈沖組成的數(shù)字基帶信號(hào)，主要有以下幾種：3.常用數(shù)字基帶信號(hào)類型與編碼規(guī)則二元碼單極性非歸零碼雙極性非歸零碼單極性歸零碼差分碼（相對(duì)碼）數(shù)字雙相碼傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼密勒碼三元碼雙極性

歸零碼傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼三階高密度雙極性碼例如三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)3.1NRZNRZ碼的全稱是單極性不歸零碼，在這種二元碼中用高電平和低電平分別表示二進(jìn)制信息“1”和“0”，其特征是1、0分別對(duì)應(yīng)正電平和零電平，在表示碼元時(shí)，電壓不需要回到零.1+E001001101特點(diǎn)：１．發(fā)送能量大，有利于提高接收端的信噪比．２．在信道上占用的頻帶較窄．３．存在直流成份，將導(dǎo)致信號(hào)的失真，無(wú)法使用交流耦合的線路和設(shè)備４．不能直接提取位同步信號(hào)；5.接收NRZ碼的判決電平應(yīng)取”1”碼的一半,由于信道衰減或特性隨各種因素變化時(shí),接收端波形的振幅和寬度容易變化,因而判決門限不夠穩(wěn)定在最佳電平,使抗噪性能變壞.由于單極性碼存在上述缺點(diǎn)，盡管它具有構(gòu)成簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，在實(shí)際的基帶數(shù)字信號(hào)傳輸中很少采用這種碼型,但它適合極短距離傳輸，在設(shè)備內(nèi)部的傳輸多采用單極性碼。數(shù)字信號(hào)序列：+E010100110TbPx(ω)Tb/4Tb1/1/4f0NRZ碼單極性非歸零碼（NRZ）的功率譜

2）由離散譜僅含直流分量可知，單極性NRZ信號(hào)的功率譜不含可用于提取同步信息的fb分量。

3）由連續(xù)分量可方便求出,單極性NRZ信號(hào)的功率譜的帶寬近似為（Sa函數(shù)第一零點(diǎn)）

時(shí)，上述結(jié)論依然成立（請(qǐng)讀者自己考慮）

單極性NRZ信號(hào)的功率譜如圖所示?？梢钥闯觯?/p>

1）單極性NRZ信號(hào)的功率譜只有連續(xù)譜和直流分量單極性非歸零碼NRZ信號(hào)的功率譜

NRZ(

=Ts)基帶信號(hào)的帶寬為BS=1/=fs；三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)3.2RZ

RZ碼的全稱是單極性歸零碼，與NRZ碼不同的是，發(fā)送“1”時(shí)在整個(gè)碼元期間高電平只持續(xù)一段時(shí)間，在碼元的其余時(shí)間內(nèi)則返回到零電平，即信號(hào)的脈沖寬度小于碼元寬度，通常均使脈沖寬度等于碼元寬度的一半。+E100電平10010100

RZ碼與NRZ碼相比，除仍具有單極性碼的一般特點(diǎn)外，主要優(yōu)點(diǎn)是可以直接提取同步信號(hào)，但不意味可以作為線路傳輸碼使用，它可以為其它碼型提取同步信號(hào)時(shí)，而作為一個(gè)過(guò)渡碼形應(yīng)用．例如：?jiǎn)螛O性歸零碼RZ信號(hào)的功率譜

RZ+E

0t單極性歸零碼（RZ）的功率譜Px(ω)1/Tbf01/t數(shù)字信號(hào)序列：10100110對(duì)于單極性RZ信號(hào)，有

這里

為圖所示的高度為1、寬度為τ

占空比的矩形脈沖

1)單極性RZ信號(hào)的功率譜不但有連續(xù)譜，而且在等處還存在離散譜。

2)由離散譜可知，單極性RZ信號(hào)的功率譜含可用于提取同步信息的fb分量。

3）由連續(xù)譜可求出單極性RZ信號(hào)的功率譜的帶寬近似為

較之單極性NRZ信號(hào)變寬。RZ(

=Ts/2)基帶信號(hào)的帶寬為BS=1/=2fs三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)3.3BNRZ

BNRZ碼的全稱是雙極性不歸零碼，在這種二元碼中用正電平和負(fù)電平分別表示數(shù)字基帶信號(hào)的“1”和“0”。與單極性不歸零碼相同的是整個(gè)碼元期間電平保持不變，因而在這種碼型中不存在零電平。+E1-E010011雙極性不歸零（NRZ）碼特點(diǎn)：

在實(shí)際工程應(yīng)用中:雙極性BNRZ碼常在CCITT的V系列接口標(biāo)準(zhǔn)或RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)中使用。（1）當(dāng)“1”和“0”數(shù)目各占一半時(shí)無(wú)直流分量，但當(dāng)“1”和“0”出現(xiàn)概率不相等時(shí)，

仍有直流成份；（2）連“0”或連“1”時(shí)仍不能直接提取位同步信息；（3）對(duì)信道特性變化不敏感；（4）可在電纜等無(wú)接地線上傳輸。例如：數(shù)字信號(hào)序列：10100110雙極性非歸零碼BNRZ信號(hào)的功率譜+E-E雙極性不歸零（BNRZ）碼的功率譜

BNRZPx(ω)TbTb1/f0Tb雙極性BNRZ信號(hào)的功率譜如圖所示。可以看出：

1）雙極性BNRZ信號(hào)的功率譜只有連續(xù)譜，不含任何離散分量。當(dāng)然，也不含可用于提取同步信息的fb分量。

2）雙極性BNRZ信號(hào)的功率譜的帶寬同于單極性NRZ信號(hào)，為

3）時(shí)，雙極性BNRZ信號(hào)的功率譜將含有直流分量，其特點(diǎn)與單極性NRZ信號(hào)的功率譜相似（請(qǐng)讀者自己考慮）NRZ(

=Ts)基帶信號(hào)的帶寬為BS=1/=fs；三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)3.4BRZ

BRZ碼的全稱是雙極性歸零碼。與BNRZ碼不同的是，發(fā)送“1”和“0”時(shí)，在整個(gè)碼元期間高電平或低電平只持續(xù)一段時(shí)間，在碼元的其余時(shí)間內(nèi)則返回到零電平。+E10電平-E010011

雙極性歸零碼的特點(diǎn)是:

(1)“1”和“0”

在傳輸線路上分別用正和負(fù)脈沖表示，且相鄰脈沖間必有零電平區(qū)域存在。

(2)對(duì)于雙極性歸零碼，在接收端根據(jù)接收波形歸于零電平便可知道1比特信息已接收完畢，以便準(zhǔn)備下一比特信息的接收。所以，在發(fā)送端不必按一定的周期發(fā)送信息?？梢哉J(rèn)為正負(fù)脈沖前沿起了啟動(dòng)信號(hào)的作用，后沿起了終止信號(hào)的作用。因此，可以經(jīng)常保持正確的比特同步。即收發(fā)之間無(wú)需特別定時(shí)，且各符號(hào)獨(dú)立地構(gòu)成起止方式，此方式也叫自同步方式。

(3)雙極性歸零碼具有雙極性非歸零碼的抗干擾能力強(qiáng)及碼中不含直流成分的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用比較廣泛。例如：10100110數(shù)字信號(hào)序列：雙極性BRZ信號(hào)的功率譜

+E0-E雙極性歸零（BRZ）碼的功率譜

Px(ω)f01/tBRZ雙極性BRZ信號(hào)的功率譜如圖所示。可以看出

1）雙極性BRZ信號(hào)的功率譜，只有連續(xù)譜，不含任何離散分量。當(dāng)然，不含可用于提取同步信息的fb分量。

2）雙極性RZ信號(hào)的功率譜的帶寬同于單極性RZ信號(hào)，為

3）時(shí)，雙極性BRZ信號(hào)的功率譜將含有離散分量，其特點(diǎn)與單極性RZ信號(hào)的功率譜相似（請(qǐng)讀者自己考慮）RZ(

=Ts/2)基帶信號(hào)的帶寬為BS=1/=2fs結(jié)論：二進(jìn)制基帶信號(hào)的帶寬主要依賴單個(gè)碼元波形的頻譜函數(shù)G1(f)和

G2(f)。時(shí)間波形的占空比越小，占用頻帶越寬。若以譜的第1個(gè)零點(diǎn)計(jì)算，NRZ(

=Ts)基帶信號(hào)的帶寬為BS=1/=fs；RZ(

=Ts/2)

基帶信號(hào)的帶寬為BS=1/=2fs。其中fs=1/Ts，是位定時(shí)信號(hào)的頻率，它在數(shù)值上與碼元速率RB相等。單極性基帶信號(hào)是否存在離散線譜取決于矩形脈沖的占空比。單極性NRZ信號(hào)中沒(méi)有定時(shí)分量，若想獲取定時(shí)分量，要進(jìn)行波形變換；單極性RZ信號(hào)中含有定時(shí)分量，可以直接提取?！?”、“1”等概的雙極性信號(hào)沒(méi)有離散譜，也就是說(shuō)沒(méi)有直流分量和定時(shí)分量。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)4.為什么要進(jìn)行碼型變換?

通常由信源編碼輸出的數(shù)字信號(hào)多為經(jīng)自然編碼的電脈沖序列（高電平表示1，低電平表示0，或相反），這種經(jīng)過(guò)自然編碼的數(shù)字信號(hào)雖然是名符其實(shí)的數(shù)字信號(hào)，但卻并不適合于在信道中直接傳輸，或者說(shuō)，數(shù)字通信系統(tǒng)（數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)）一般并不采用這樣的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行基帶傳輸。因?yàn)橛眠@樣的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行基帶傳輸會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，換句話說(shuō)，就是它的碼型不滿足通信的要求。傳輸這種數(shù)字基帶信號(hào)會(huì)遇到的問(wèn)題：(1)由于這種數(shù)字基帶信號(hào)包含直流分量或低頻分量，那么對(duì)于一些具有電容耦合電路的設(shè)備或者傳輸頻帶低端受限的信道（廣義信道），信號(hào)將可能傳不過(guò)去。

(2)自然編碼后，有可能出現(xiàn)連“0”或連“1”數(shù)據(jù)，這時(shí)的數(shù)字信號(hào)會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間不變的低電平或高電平，以致收信端在確定各個(gè)碼元的位置（定時(shí)信息）時(shí)遇到困難。換句話說(shuō)，收信端無(wú)法從接收到的數(shù)字信號(hào)中獲取定時(shí)（定位）信息。（3）對(duì)收信端而言，從接收到的這種基帶信號(hào)中無(wú)法判斷是否包含有錯(cuò)碼。鑒于上述原因:要實(shí)現(xiàn)數(shù)字基帶信號(hào)的線路傳輸,必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇a型變換.三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)5.對(duì)線路傳輸碼型的基本要求：

由于不同的碼型具有不同的特性，因此在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)合理設(shè)計(jì)或選擇適合于在給定信道傳輸特性的碼型，通常要考慮以下因素，或者說(shuō)要遵循以下原則：1）能從其響應(yīng)的基帶信號(hào)中獲取定時(shí)信息；2）相應(yīng)的基帶信號(hào)無(wú)直流成份和只有很小的低頻成份；4）盡可能地提高傳輸碼型的傳輸效率；5）具有內(nèi)在的檢錯(cuò)能力，能在線檢測(cè)傳輸誤碼率。

3）不受信息源統(tǒng)計(jì)特性的影響，即能適應(yīng)于信息源的變化；即將數(shù)字基帶信號(hào)變換成適合于線路傳輸?shù)拇a型。此種碼也稱為傳輸碼、線路碼。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)以上介紹的各類數(shù)字基帶信號(hào)的碼型沒(méi)有一種碼型能滿足上述要求，在實(shí)際應(yīng)用中，往往要根據(jù)需要全盤考慮，有取有舍，合理選擇，并采用信道編碼技術(shù)，將數(shù)字基帶信號(hào)變換成適合于線路傳輸?shù)拇a型。滿足傳輸碼型要求的的傳輸碼種類繁多，在通信中主要有兩大類。

常用傳輸碼型

三元碼

AMI

HDB3

PST（成對(duì)選擇三進(jìn)碼）

4B3T

BPH（Manchester曼徹斯特碼）二元碼

CMI（傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼）

DMI

mBnB

mB1P

mB1H三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)

AMI碼傳號(hào)極性交替反轉(zhuǎn)碼

HDB3碼三階高密度雙極性碼

CMI碼傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼適合線路傳輸碼型

三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)1AMI

AMI碼的全稱是傳號(hào)極性交替反轉(zhuǎn)碼，其編碼規(guī)則是：信息碼中的“0”碼,仍變換為傳輸碼的“0”；信息碼中的“1”碼,極性交替變換為傳輸碼的“+1、－1、＋1、－1、…”。數(shù)字基帶信號(hào)的“0”碼仍為0例如：當(dāng)二進(jìn)碼序列為0011010001100+1-10+1000-1+1數(shù)字基帶信號(hào)的“1”碼，則極性交替反轉(zhuǎn)AMI碼的特點(diǎn)（1）無(wú)直流成分，且零頻附近低頻分量小；對(duì)信源有透明性。（2）碼型具有一定檢錯(cuò)能力；若接收端收到的碼元極性與發(fā)送端完全相反，也能正確判決。（3）用歸零碼就便于提取定時(shí)分量。但當(dāng)信碼出現(xiàn)連“0”串時(shí)，提取定時(shí)信號(hào)困難。AMI簡(jiǎn)易編碼電路三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)0011100VT1截止VY2截止××輸出01100110VT1導(dǎo)通VY2截止×輸出+11101001VT1截止VY2導(dǎo)通輸出-1×圖AMI碼的頻譜示意圖

這種碼型交替出現(xiàn)正、負(fù)極脈沖，所以沒(méi)直流分量，低頻分量也很少，它的頻譜如圖所示，AMI碼的能量集中于f0/2處(f0為碼速率)。

這種碼的反變換也很容易，在再生信碼時(shí)，只要將信號(hào)整流，即可將“-1”翻轉(zhuǎn)為“＋1”，恢復(fù)成單極性碼。這種碼未能解決信碼中經(jīng)常出現(xiàn)的長(zhǎng)連“0”的問(wèn)題。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)2HDB3

碼（改進(jìn)的AMI碼）規(guī)則：代碼“1”(傳號(hào))---傳輸碼交替為“+1”、“-1”

“0”(空號(hào))---傳輸碼“0”

；出現(xiàn)四連”0”時(shí),用破壞點(diǎn)V碼替代。

V碼可為“+1”

或“-1”破壞點(diǎn)V的規(guī)則:1）每4個(gè)連“0”小段的第4位是破壞點(diǎn)V，V的極性與前一個(gè)非0符號(hào)的極性相同；2）+V、-V交替出現(xiàn)；3）當(dāng)相鄰V符號(hào)之間有偶數(shù)個(gè)非0符號(hào)時(shí)，必須將后面連“0”小段的第一位換成B,B符號(hào)的極性與相鄰前一非0符號(hào)的極性相反,V的極性同B,V后面的非0符號(hào)極性從V開始調(diào)整。HDB3碼的全稱是三階高密度雙極性碼，其編碼規(guī)則如下：三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)例

AMI波形代碼波形

HDB3

波形特點(diǎn)：1）每一個(gè)破壞點(diǎn)V的極性總是與前一個(gè)非0符號(hào)的極性相同。B也視為非0符號(hào)。

2）只要找到破壞點(diǎn)V，就可判斷其前面必為3個(gè)連0符號(hào)。3）利于提取定時(shí)時(shí)鐘。

由此可見(jiàn),HDB3碼的特點(diǎn)是明顯的，它除了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)外，還增加了使連0串減少到至多3個(gè)的優(yōu)點(diǎn)，而不管信息源的統(tǒng)計(jì)特性如何。這對(duì)于定時(shí)信號(hào)的恢復(fù)是十分有利的。但編碼復(fù)雜，解碼設(shè)備簡(jiǎn)單。

HDB3碼是應(yīng)用最廣泛的碼型,是CCITT(國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì))推薦使用的碼之一。在實(shí)際的通信設(shè)備中:A律PCM四次群以下的接口碼型均為HDB3碼。HDB3碼編碼電路組成與原理HDB3編碼電路組成方框圖

該電路主要由4個(gè)部分組成：連零檢測(cè)、破壞點(diǎn)產(chǎn)生、取代節(jié)判決和單雙極性變換。HDB3編碼器各單元電路原理：連零檢測(cè)電路：當(dāng)4個(gè)0依次存入四級(jí)移位寄存器JC1—JC4時(shí)，JC11輸出低電平控制信號(hào)。取代節(jié)判決電路：當(dāng)JC11輸出控制信號(hào)時(shí)判斷此時(shí)JC6的輸出，如果JC6為高電平則判別由B00V來(lái)取代四連“0”碼，否則由000V取代。破壞點(diǎn)產(chǎn)生電路：由JC5、JC7和JC13組成，當(dāng)遇到B00V時(shí)，JC13為0，當(dāng)取代節(jié)為000V時(shí)，JC13為1單雙變換電路的作用是：將單極性不歸零碼變換成雙極性不歸零碼，它由JCl6、JCl7、JCl5、JCl8、BGl、BG2及脈沖變壓器組成。四連零檢測(cè)破壞點(diǎn)產(chǎn)生取代節(jié)判斷單雙極性變換3CMI碼：

CMI碼的全稱是傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼，是一種二電平非歸零碼。其編碼規(guī)則如下：信息碼中的“0”碼固定用負(fù)正電平“01”表示；信息碼中的“1”碼交替用正電平“11”和負(fù)電平“00”表示。三、實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)011100當(dāng)二進(jìn)碼序列為:001101000110101110101010011

CMI碼的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有直流分量，且低頻分量較小；信息碼流中有頻繁出現(xiàn)電平（波形）跳變，含有豐富的定時(shí)信息，且便于提取時(shí)鐘分量；

，具有一定的誤碼監(jiān)測(cè)與檢錯(cuò)能力。CMI碼的特點(diǎn)編、譯碼電路簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，因此，ITU-T推薦在高次群PCM終端設(shè)備中廣泛用作接口碼型，在速率低于8448kb/s的光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)中也被建議作為線路傳輸碼型。實(shí)驗(yàn)電路板四、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)技能信號(hào)源實(shí)驗(yàn)電路電源四、實(shí)驗(yàn)應(yīng)會(huì)技能1.實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明

本實(shí)驗(yàn)采用了CD22103專用芯片，實(shí)現(xiàn)AMI／HDB3的編譯碼.內(nèi)部電路如圖所示1腳/NRZ/IN2腳/編碼時(shí)鐘3腳/編碼類型5腳/譯碼時(shí)鐘14、15腳/編碼輸出11、13腳/譯碼器輸入CD22103為雙列直插16引腳芯片。4腳/譯碼輸出10腳/匯總輸出CD22103主要由發(fā)送編碼和接收譯碼兩部分組成，工作速率為50kb/s－10Mb/s。AMI/HDB3碼型變換電路原理圖J1編譯碼類型選擇74HC4052單/雙變換器J2位同步提取極性選擇LC選頻、三極管放大、反相限幅整形位同步提取CD22103編/譯碼74HC04雙/單變換器信號(hào)源電路原理圖J3M序列長(zhǎng)度選擇S1M序列初始狀態(tài)觸發(fā)74HC164、74HC86M序列產(chǎn)生電路74HC4060、1G04256KHz方波時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路本原多項(xiàng)式f(x)=1+x+x3f(x)=1+x+x4電路板輸入輸出點(diǎn)實(shí)驗(yàn)開始!

實(shí)驗(yàn)應(yīng)知知識(shí)介紹完畢

a、注意安全操作規(guī)程，確保人身安全注意人身安全和儀器設(shè)備的安全為了防止器件損壞，在切斷實(shí)驗(yàn)電路板上的電源后才能改接電路。調(diào)換儀器時(shí)應(yīng)切斷實(shí)驗(yàn)儀器的電源。

逐步養(yǎng)成用右手進(jìn)行單手操作的習(xí)慣。

b、愛(ài)護(hù)儀器設(shè)備儀器在使用過(guò)程中，不必經(jīng)常開關(guān)電源。切忌無(wú)目的的撥弄儀器面板上的開關(guān)和按鈕。儀器設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，請(qǐng)向老師尋求幫助，請(qǐng)勿隨便調(diào)換配件。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的操作規(guī)程

1.數(shù)字基帶信號(hào)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)電路模塊插接于實(shí)驗(yàn)箱中。如圖連接。接通并打開電源。

7/15位M序列數(shù)字基帶信號(hào)測(cè)量（NRZ）測(cè)試數(shù)據(jù)觀察與記錄實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟②測(cè)量并記錄7位和15位M序列NRZ信碼的頻譜，通過(guò)比較后標(biāo)明本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中NRZ的帶寬。體會(huì)并掌握在數(shù)字通信系統(tǒng)，如何通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)來(lái)測(cè)出信號(hào)的碼元。探頭探頭①示波器同時(shí)觀測(cè)并記錄CLK-IN與NRZ-OUT波形。分析觀測(cè)NRZ碼與編碼時(shí)鐘的關(guān)系，分別畫出7和15位M序列周期的波形；并分別讀出7和15位M序列的數(shù)字序列。0111100重復(fù)7位周期M序列NRZ輸入數(shù)據(jù)測(cè)量（碼元）7位周期M序列NRZ信號(hào)頻譜（帶寬）頻譜的第一過(guò)零點(diǎn)NRZCLK

2.AMI與HDB3碼編碼規(guī)則驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：保持實(shí)驗(yàn)步驟1中連接，CTX——SQ256KHz,NRZ-IN——NRZ-OUT。①7/15位M序列編碼驗(yàn)證測(cè)試數(shù)據(jù)觀察與記錄設(shè)J1選擇編碼方式，J3選擇NRZ位數(shù)。分析結(jié)果是否滿足AMI/HDB3編碼關(guān)系，畫出一個(gè)M序列周期的測(cè)試波形。簡(jiǎn)述TD+、TD-合成編碼波形的實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟觀測(cè)并記錄NRZ-IN與AMI或HDB3編碼輸出HDB3/AMI的對(duì)比波形。觀測(cè)并記錄HDB3/AMI的頻譜，并說(shuō)明其編碼信號(hào)的帶寬。信號(hào)源探頭1探頭2觀察HDB3/AMI與TD+、TD-的波形，并說(shuō)明其相互之間的關(guān)系。探頭1探頭17位周期M序列AMI與HDB3編碼輸出數(shù)據(jù)延時(shí)測(cè)量約四個(gè)碼元周期實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：前一實(shí)驗(yàn)步驟中，改變NRZ-IN——+5V。②全“1”碼序列編碼驗(yàn)證測(cè)試數(shù)據(jù)觀察與記錄觀測(cè)并記錄HDB3/AMI波形。分析觀測(cè)輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)關(guān)系是否滿足AMI/HDB3編碼關(guān)系，畫出測(cè)試波形。

2.AMI與HDB3碼編碼規(guī)則驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟信號(hào)源+5V電源探頭1探頭2探頭2觀察HDB3/AMI與TD+、TD-的波形，并說(shuō)明其相互之間的關(guān)系。觀測(cè)并記錄HDB3/AMI的頻譜，并說(shuō)明其編碼信號(hào)的帶寬。設(shè)J1選擇編碼方式。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：前一實(shí)驗(yàn)步驟中，改變NRZ-IN——GND。③全“0”碼序列編碼驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟

2.AMI與HDB3碼編碼規(guī)則驗(yàn)證測(cè)試數(shù)據(jù)觀察與記錄觀測(cè)并記錄HDB3/AMI波形。分析觀測(cè)輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)關(guān)系是否滿足AMI/HDB3編碼關(guān)系，畫出測(cè)試波形。并比較兩種編碼方式的特點(diǎn)。信號(hào)源GND探頭1探頭2探頭2觀察HDB3/AMI與TD+、TD-的波形，并說(shuō)明其相互之間的關(guān)系。觀測(cè)并記錄HDB3/AMI的頻譜，并說(shuō)明其編碼有效時(shí)編碼信號(hào)的帶寬。設(shè)J1選擇編碼方式。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟

3.編碼信號(hào)中位同步信號(hào)定性觀測(cè)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：保持信號(hào)源中連接,CTX—SQ256KHz,NRZ-IN—NRZ-OUT。①NRZ的HDB3/AMI碼位同步提取信號(hào)觀測(cè)測(cè)試數(shù)據(jù)觀察與記錄觀測(cè)并記錄CTX與BS-OUT的波形。信號(hào)源設(shè)J1選擇編碼方式；J3選擇NRZ位數(shù)；J2選擇雙極性的HDB3/AMI信號(hào)還是單極性的HDB3/AMI-D信號(hào)。探頭1探頭2分析位同步信號(hào)提取需要哪些條件。NRZ的長(zhǎng)度對(duì)結(jié)果有影響嗎？NRZ碼時(shí)提取位同步實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟

3.編碼信號(hào)中位同步信號(hào)定性觀測(cè)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：保持信號(hào)源中連接,CTX—SQ256KHz,NRZ-IN—+5V。②全“1”的HDB3/AMI碼位同步提取信號(hào)觀測(cè)測(cè)試數(shù)據(jù)觀察與記錄觀測(cè)并記錄CTX與BS-OUT的波形。信號(hào)源設(shè)J1選擇編碼方式；J2