數(shù)字基帶信號試驗(yàn)報(bào)告

———數(shù)字基帶信號試驗(yàn)報(bào)告數(shù)字基帶信號試驗(yàn)報(bào)告1一、試驗(yàn)?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(diǎn)。2、掌握AMI、HDB3碼的編碼規(guī)定。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(shí)分復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。5、了解HDB3（AMI）編譯碼集成電路CD22103、二、試驗(yàn)內(nèi)容1、用示波器察看單極性非歸零碼（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、用示波器察看從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、用示波器察看HDB3、AMI譯碼輸出波形。三、試驗(yàn)步驟本試驗(yàn)使用數(shù)字信源單元和HDB3編譯碼單元。1、熟識數(shù)字信源單元和HDB3編譯碼單元的工作原理。接好電源線，打開電源開關(guān)。2、用示波器察看數(shù)字信源單元上的各種信號波形。用信源單元的FS作為示波器的外同步信號，示波器探頭的地端接在試驗(yàn)板任何位置的GND點(diǎn)均可，進(jìn)行下列察看：（1）示波器的兩個(gè)通道探頭分別接信源單元的NRZ—OUT和BS—OUT，對照發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)，推斷數(shù)字信源單元是否已正常工作（1碼對應(yīng)的發(fā)光管亮，0碼對應(yīng)的發(fā)光管熄）；（2）用開關(guān)K1產(chǎn)生代碼×1110010（×為任意代碼，1110010為7位幀同步碼），K2、K3產(chǎn)生任意信息代碼，察看本試驗(yàn)給定的集中插入幀同步碼時(shí)分復(fù)用信號幀結(jié)構(gòu)，和NRZ碼特點(diǎn)。3、用示波器察看HDB3編譯單元的各種波形。仍用信源單元的FS信號作為示波器的外同步信號。（1）示波器的兩個(gè)探頭CH1和CH2分別接信源單元的NRZ—OUT和HDB3單元的AMI—HDB3，將信源單元的K1、K2、K3每一位都置1，察看全1碼對應(yīng)的AMI碼（開關(guān)K4置于左方AMI端）波形和HDB3碼（開關(guān)K4置于右方HDB3端）波形。再將K1、K2、K3置為全0，察看全0碼對應(yīng)的AMI碼和HDB3碼。察看時(shí)應(yīng)注意AMI、HDB3碼的碼元都是占空比為0.5的雙極性歸零矩形脈沖。編碼輸出AMI—HDB3比信源輸入NRZ—OUT延遲了4個(gè)碼元。（2）將K1、K2、K3置于011100100000110000100000態(tài)，察看并記錄對應(yīng)的AMI（3）將K1、K2、K3置于任意狀態(tài)，K4先置左方（AMI）端再置右方（HDB3）端，CH1碼和HDB3碼。接信源單元的NRZ—OUT，CH2依次接HDB3單元的.DET、BPF、BS—R和NRZ，察看這些信號波形。察看時(shí)應(yīng)注意：HDB3單元的NRZ信號（譯碼輸出）滯后于信源模塊的NRZ—OUT信號（編碼輸入）8個(gè)碼元。DET是占空比等于0.5的單極性歸零碼。BPF信號是一個(gè)幅度和周期都不恒定的準(zhǔn)正弦信號，BS—R是一個(gè)周期基本恒定（等于一個(gè)碼元周期）的TTL電平信號。信源代碼連0個(gè)數(shù)越多，越難于從AMI碼中提取位同步信號（或者說要求帶通濾波的Q值越高，因而越難于實(shí)現(xiàn)），而HDB3碼則不存在這種問題。本試驗(yàn)中若24位信源代碼中連零很多時(shí)，則難以從AMI碼中得到一個(gè)符合要求的穩(wěn)定的位同步信號，因此不能完成正確的譯碼（由于分別參數(shù)的影響，各試驗(yàn)系統(tǒng)的現(xiàn)象可能略有不同。一般將信源代碼置成只有1個(gè)“1”碼的狀態(tài)來察看譯碼輸出）。若24位信源代碼全為“0”碼，則更不行能從AMI信號（亦是全0信號）得到正確的位同步信號。四、試驗(yàn)報(bào)告要求1.依據(jù)試驗(yàn)察看和紀(jì)錄回答：（1）不歸零碼和歸零碼的特點(diǎn)是什么？（2）與信源代碼中的“1”碼相對應(yīng)的AMI碼及HDB3碼是否肯定相同？為什么？答：1）不歸零碼特點(diǎn)：脈沖寬度τ等于碼元寬度Ts歸零碼特點(diǎn)：τ＜Ts2）與信源代碼中的“1”碼對應(yīng)的AMI碼及HDB3碼不肯定相同。因信源代碼中的“1”碼對應(yīng)的AMI碼“1”“—1”相間顯現(xiàn)，而HDB3碼中的“1”，“—1”不但與信源代碼中的“1”碼有關(guān)，而且還與信源代碼中的“0”碼有關(guān)。2.設(shè)代碼為全1，全0及011100100000110000100000，給出AMI及HDB3碼的代碼和波形。答：信息代碼1111111AMI1—11—11—11HDB31—11—11—11信息代碼0000000000000AMI0000000000000HDB30001—1001—1001—1信息代碼011100100000110000100000AMI01—1100—1000001—10000100000HDB301—1100—1000—101—11001—1000–103.總結(jié)從HDB3碼中提取位同步信號的原理。答：HDB3中不含有離散譜fS（fS在數(shù)值上等于碼速率）成分。整流后變?yōu)橐粋€(gè)占空比等于0.5的單極性歸零碼，其連0個(gè)數(shù)不超出3，頻譜中含有較強(qiáng)的離散譜fS成分，故可通過窄帶帶通濾波器得到一個(gè)相位抖動(dòng)較小的正弦信號，再經(jīng)過整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信號。4.試依據(jù)占空比為0.5的單極性歸零碼的功率譜密度公式說明為什么信息代碼中的連0碼越長，越難于從AMI碼中提取位同步信號，而HDB3碼則不存在此問題。答：將HDB3碼整流得到的占空比為0.5的單極性歸零碼中連“0”個(gè)數(shù)最多為3，而將AMI碼整流后得到的占空比為0.5的單極性歸零碼中連“0”個(gè)數(shù)與信息代碼中連“0”個(gè)數(shù)相同。所以信息代碼中連“0”碼越長，AMI碼對應(yīng)的單極性歸零碼中“1”碼顯現(xiàn)概率越小，fS離散譜強(qiáng)度越小，越難于提取位同步信號。而HDB3碼對應(yīng)的單極性歸零碼中“1”碼顯現(xiàn)的概率大，fS離散譜強(qiáng)度大，于提取位同步信號。數(shù)字基帶信號試驗(yàn)報(bào)告2一、試驗(yàn)?zāi)康睦斫夂驼莆諗?shù)字基帶信號的基本波形及其特點(diǎn)。掌握AMI（傳號交替反轉(zhuǎn)碼）和HDB3（三階高密度雙極性碼）的編碼規(guī)定。學(xué)會(huì)使用示波器察看和分析數(shù)字基帶信號的波形。探究不同調(diào)制方式對傳輸性能的影響。二、試驗(yàn)原理數(shù)字基帶信號是未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號，其基本波形包含單極性波形、雙極性波形、單極性歸零波形、雙極性歸零波形、差分波形和多電平波形等。本試驗(yàn)重要關(guān)注AMI和HDB3兩種編碼方式。AMI編碼規(guī)定：二進(jìn)制符號“1”交替地以正、負(fù)電平表示，而二進(jìn)制符號“0”則以零電平表示。這種編碼方式能夠保持信號中的直流重量平衡，減少低頻重量，提高信號的抗干擾本領(lǐng)。HDB3編碼規(guī)定：在AMI編碼的基礎(chǔ)上，每四個(gè)連續(xù)的零比特中插入一個(gè)非零的破壞比特（V比特），同時(shí)采用適當(dāng)?shù)囊?guī)定（補(bǔ)V、加B補(bǔ)奇等）確保信號中不顯現(xiàn)連續(xù)的三個(gè)以上相同極性的比特。HDB3編碼能夠有效抑制長連零序列，進(jìn)一步提高信號的傳輸性能。三、試驗(yàn)步驟搭建試驗(yàn)系統(tǒng)，連接直流穩(wěn)壓電源、雙蹤數(shù)字示波器和數(shù)字信源模塊。設(shè)置數(shù)字信源模塊，產(chǎn)生不同碼序列的.nRZ（單極性非歸零碼）信號。使用示波器察看nRZ信號的波形，并記錄相關(guān)參數(shù)。將數(shù)字信源模塊的輸出切換到AMI編碼模式，察看AMI信號的波形，并記錄相關(guān)參數(shù)。仿佛地，切換到HDB3編碼模式，察看HDB3信號的波形，并記錄相關(guān)參數(shù)。特別注意察看四連零檢測、補(bǔ)V、加B補(bǔ)奇等關(guān)鍵波形。轉(zhuǎn)變碼序列，重復(fù)步驟3—5，比較不同碼序列下各種編碼方式的波形特點(diǎn)。分析試驗(yàn)結(jié)果，探究不同調(diào)制方式對傳輸性能的影響。四、試驗(yàn)結(jié)果與分析nRZ信號的波形簡單直觀，但直流重量較大，抗干擾本領(lǐng)較差。AMI信號通過交替反轉(zhuǎn)“1”的極性來保持直流重量平衡，減少了低頻重量，提高了抗干擾本領(lǐng)。HDB3信號在AMI的基礎(chǔ)上通過插入破壞比特和采用適當(dāng)?shù)囊?guī)定進(jìn)一步抑制了長連零序列，進(jìn)一步提高了信號的傳輸性能。另外，我們還發(fā)現(xiàn)不同調(diào)制方式對傳輸性能有顯著影響。在低信噪比下，ASK調(diào)制方式誤碼率較高；而在高信噪比下，PSK調(diào)制方式誤碼率較低。這表明在實(shí)際應(yīng)用中需要依據(jù)信道條件和傳輸要求選擇合適的調(diào)制方式。五、試驗(yàn)總結(jié)通過本次試驗(yàn)，我們深入了解了數(shù)字基帶信號的基本波形及其特點(diǎn)，掌握了AMI和HDB3兩種編碼方式的編碼規(guī)定。同時(shí)，我們還學(xué)會(huì)了使用示波器察看和分析數(shù)字基帶信號的波形，并探究了不同調(diào)制方式對傳輸性能的影響。這些知識和技能對于今后從事數(shù)字通信領(lǐng)域的工作具有緊要的引導(dǎo)意義。數(shù)字基帶信號試驗(yàn)報(bào)告3一、試驗(yàn)?zāi)康恼莆諗?shù)字基帶信號的基本波形特點(diǎn)及其傳輸特性。深入了解AMI碼、HDB3碼的編碼規(guī)定，并能夠通過試驗(yàn)驗(yàn)證。學(xué)會(huì)使用示波器察看不同數(shù)字基帶信號的波形，并分析其特點(diǎn)。通過對不同數(shù)字基帶信號的對比試驗(yàn)，理解它們在通信系統(tǒng)中的適用性。二、試驗(yàn)原理數(shù)字基帶信號是未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號，它直接反映了二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列。數(shù)字基帶信號的基本波形包含單極性波形、雙極性波形、單極性歸零波形、雙極性歸零波形、差分波形和多電平波形等。在本試驗(yàn)中，我們重要關(guān)注AMI碼（傳號交替反轉(zhuǎn)碼）和HDB3碼（三階高密度雙極性碼）這兩種常用的數(shù)字基帶信號編碼方式。AMI碼是一種線性編碼方式，其編碼規(guī)定是：二進(jìn)制“1”交替地用正、負(fù)電平表示，而二進(jìn)制“0”則用零電平表示。HDB3碼是對AMI碼的一種改進(jìn)，它在AMI碼的基礎(chǔ)上加添了破壞四個(gè)連“0”的規(guī)定，從而保證了信號的定時(shí)提取。三、試驗(yàn)步驟搭建試驗(yàn)平臺：將信號源、調(diào)制器、DAC（數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器）、示波器等設(shè)備依照試驗(yàn)要求連接好。設(shè)置信號源：設(shè)置信號源產(chǎn)生不同頻率和幅度的數(shù)字基帶信號。編碼設(shè)置：選擇AMI碼或HDB3碼編碼方式，并設(shè)置相應(yīng)的編碼參數(shù)。察看波形：使用示波器察看不同編碼方式下的數(shù)字基帶信號波形，并記錄數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)變碼序列：轉(zhuǎn)變信號源的.碼序列，重復(fù)步驟3和4，察看不同碼序列下的波形變動(dòng)。數(shù)據(jù)分析：對比不同編碼方式下的波形特點(diǎn)，分析它們在通信系統(tǒng)中的適用性。四、試驗(yàn)結(jié)果與分析AMI碼波形特點(diǎn)：在AMI碼編碼方式下，二進(jìn)制“1”交替地用正、負(fù)電平表示，而二進(jìn)制“0”則用零電平表示。這種編碼方式具有直流重量小、抗干擾本領(lǐng)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在示波器上察看到的AMI碼波形清楚、穩(wěn)定。HDB3碼波形特點(diǎn)：HDB3碼在AMI碼的基礎(chǔ)上加添了破壞四個(gè)連“0”的規(guī)定，從而保證了信號的定時(shí)提取。在示波器上察看到的HDB3碼波形在四個(gè)連“0”處有明顯的變動(dòng)，使得信號的定時(shí)提取更加可靠。另外，HDB3碼還具有直流重量小、抗干擾本領(lǐng)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。不同碼序列下的波形變動(dòng)：通過轉(zhuǎn)變信號源的碼序列，我們察看到不同碼序列下的波形變動(dòng)。在AMI碼和HDB3碼編碼方式下，不同碼序列對波形的影響較小，說明這兩種編碼方式具有較好的適應(yīng)性。數(shù)據(jù)分析：對比AMI碼和HDB3碼的波形特點(diǎn)，我們發(fā)現(xiàn)HDB3碼在四個(gè)連“0”處有明顯的變動(dòng)，這使得信號的定時(shí)提取更加可靠。然而，在大多數(shù)情況下，AMI碼和HDB3碼的波形特點(diǎn)相像，都具有直流重量小、抗干擾本領(lǐng)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以依據(jù)具體需求選擇合適的編碼方式。五、試驗(yàn)結(jié)論通過本次試驗(yàn)，我們掌握了數(shù)字基帶信號的基本波形特點(diǎn)及其傳輸特性，深入了解了AMI碼和HDB3碼的編碼規(guī)定。通過示波器察看不同編碼方式下的數(shù)字基帶信號波形，我們發(fā)現(xiàn)AMI碼和HDB3碼都具有直流重量小、抗干擾本領(lǐng)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。另外，HDB3碼在四個(gè)連“0”處有明顯的變動(dòng)，使得信號的定時(shí)提取更加可靠。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以依據(jù)具體需求選擇合適的編碼方式。數(shù)字基帶信號試驗(yàn)報(bào)告4一、試驗(yàn)?zāi)康恼莆諗?shù)字基帶信號的基本波形特點(diǎn)和編碼規(guī)定。學(xué)會(huì)使用示波器察看并分析數(shù)字基帶信號波形。了解不同編碼方式（如AMI、HDB3）在數(shù)字基帶傳輸中的應(yīng)用及其特點(diǎn)。探究信噪比與誤碼率之間的關(guān)系，以及不同調(diào)制方式對傳輸性能的影響。二、試驗(yàn)原理數(shù)字基帶信號是未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號，它直接表達(dá)了二進(jìn)制比特序列。數(shù)字基帶信號有多種波形，如單極性非歸零碼（NRZ）、傳號交替反轉(zhuǎn)碼（AMI）、三階高密度雙極性碼（HDB3）等。這些波形具有不同的特點(diǎn)，適用于不同的傳輸環(huán)境和需求。在本次試驗(yàn)中，我們將重點(diǎn)研究AMI和HDB3碼的編碼規(guī)定及其波形特點(diǎn)。AMI碼的特點(diǎn)是二進(jìn)制“1”交替地用正、負(fù)電平表示，而二進(jìn)制“0”保持零電平不變。HDB3碼是在AMI碼的.基礎(chǔ)上，為了解決連續(xù)多個(gè)“0”導(dǎo)致定時(shí)信息丟失的問題而設(shè)計(jì)的。它采用V脈沖（即破壞位）和B脈沖（即增補(bǔ)位）來避開連續(xù)四個(gè)或更多的“0”顯現(xiàn)。三、試驗(yàn)內(nèi)容使用示波器察看NRZ、AMI、HDB3等數(shù)字基帶信號的波形，并記錄數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)變碼序列，察看并比較不同編碼方式下的波形，驗(yàn)證是否符合其編碼規(guī)定。察看HDB3編碼中的四連零檢測、補(bǔ)V、加B補(bǔ)奇、單/雙極性改換的波形，并驗(yàn)證是否符合編碼規(guī)定。比較單、雙極性碼（非歸零、歸零）、時(shí)鐘信號、時(shí)序信號的波形和相位特點(diǎn)。分析信噪比與誤碼率之間的關(guān)系，以及不同調(diào)制方式對傳輸性能的影響。四、試驗(yàn)步驟搭建試驗(yàn)電路，連接數(shù)字信源模塊、示波器等設(shè)備。設(shè)定示波器的參數(shù)，如觸發(fā)方式、時(shí)間基準(zhǔn)、電壓量程等。逐一察看NRZ、AMI、HDB3等數(shù)字基帶信號的波形，并記錄數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)變碼序列，重復(fù)步驟3，察看并比較不同編碼方式下的波形。察看HDB3編碼中的關(guān)鍵波形，驗(yàn)證編碼規(guī)定的正確性。比較單、雙極性碼等信號的波形和相位特點(diǎn)。分析信噪比與誤碼率之間的關(guān)系，以及不同調(diào)制方式對傳輸性能的影響。五、試驗(yàn)結(jié)果與分析通過試驗(yàn)，我們得到了各種數(shù)字基帶信號的波形數(shù)據(jù)，并對它們進(jìn)行了分析和比較。試驗(yàn)結(jié)果表明：AMI碼和HDB3碼在波形上具有明顯的特點(diǎn)，能夠有效地避開連續(xù)多個(gè)“0”導(dǎo)致定時(shí)信息丟失的問題。HDB3編碼中的四連零檢測、補(bǔ)V、加B補(bǔ)奇等機(jī)制能夠確保編碼規(guī)定的正確性和穩(wěn)定性。單、雙極性碼（非歸零、歸零）在波形和相位上具有明顯的差別，適用于不同的傳輸環(huán)境和需求。隨著信噪比的加添，誤碼率漸漸減小，傳輸性能漸漸提高。不同調(diào)制方式對傳輸性能的影響也不同，需要依據(jù)實(shí)際情況選擇合適的調(diào)制方式。六、試驗(yàn)總結(jié)通過本次試驗(yàn)，我們深入了解了數(shù)字基帶信號的基本波形特點(diǎn)和編碼規(guī)定，掌握了使用示波器察看和分析數(shù)字基帶信號波形的方法。同時(shí)，我們還探究了信噪比與誤碼率之間的關(guān)系以及不同調(diào)制方式對傳輸性能的影響。這些試驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論對于數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有緊要的引導(dǎo)意義。數(shù)字基帶信號試驗(yàn)報(bào)告5一、試驗(yàn)?zāi)康睦斫夂驼莆諗?shù)字基帶信號的基本概念和傳輸特性。掌握單極性非歸零碼（NRZ）、傳號交替反轉(zhuǎn)碼（AMI）、三階高密度雙極性碼（HDB3）的編碼規(guī)定。掌握從HDB3碼信號中提取位同步信號的方法。通過實(shí)際察看波形，驗(yàn)證編碼規(guī)定和信號傳輸特性。二、試驗(yàn)原理數(shù)字基帶信號是數(shù)字通信中未經(jīng)調(diào)制的`原始信號，包含單極性非歸零碼（NRZ）、傳號交替反轉(zhuǎn)碼（AMI）、三階高密度雙極性碼（HDB3）等。這些編碼方式各有特點(diǎn)，適用于不同的傳輸場景。在本次試驗(yàn)中，我們將使用示波器察看不同編碼方式的波形，并通過比較驗(yàn)證其編碼規(guī)定。同時(shí)，我們還將探討如何從HDB3碼信號中提取位同步信號，以確保信號的正確接收。三、試驗(yàn)步驟搭建試驗(yàn)平臺：連接數(shù)字信源模塊、示波器等相關(guān)設(shè)備，確保電源穩(wěn)定，信號傳輸路徑暢通。察看單極性非歸零碼（NRZ）波形：調(diào)整數(shù)字信源模塊產(chǎn)生NRZ信號，使用示波器察看