通信原理实验指导书

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1、通信原理湖南文理学院电气与信息工程学院2012年2月40目录实验一数字基带与频带信号实验3实验二同步控制实验12实验三模拟信号数字化及其调制解调实验31实验四通信系统实验3740实验一数字基带与频带信号实验第一部分数字基带信号部分一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。2、掌握AMI、HDB3的编码规则。3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。二、实验内容1、用示波器观察单极性非

2、归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。三、基本原理本实验使用数字信源模块、HDB3编译码模块和可编程逻辑器件模块。1、数字信源本模块是整个实验系统的发终端。本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-1所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据

3、信号，每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。图1-1帧结构本模块有以下测试点及输入输出点：·CLK晶振信号测试点·BS-OUT信源位同步信号输出点/测试点·FS信源帧同步信号输出点/测试点40·NRZ-OUTNRZ信号输出点/测试点FS信号可用作示波器的外同步信号，以便观察2DPSK等信号。FS信号、NRZ-OUT信号之间的相位关系如图1-2所示，图中NRZ-OUT的无定义位为0，帧同步码为1110010，数据1为11110000，数据2为00001111。FS信号的低

4、电平、高电平分别为4位和8位数字信号时间，其上升沿比NRZ-OUT码第一位起始时间超前一个码元。图1-2FS、NRZ-OUT波形2.HDB3编译码原理框图如图1-3所示。本单元有以下测试点及输出点：·NRZ_IN编码器输入信号·BS_IN位同步输入信号·NRZ_OUT译码器输出信号·BS-OUT锁相环输出的位同步信号·（AMI）HDB3编码器输出信号·（AMI）HDB3-D（AMI）HDB3整流输出信号图1-3HDB3编译码方框图40本模块上的开关K1用于选择码型，K1位于左边（A端）选择AMI码，位于右边（H端）选择HDB3

5、码。下面简单介绍AMI、HDB3码编码规律。AMI码的编码规律是：信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1，1的符号交替反转；信息代码0的为0码。AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码，即脉冲宽度τ与码元宽度（码元周期、码元间隔）TS的关系是τ=0.5TS。HDB3码的编码规律是：4个连0信息码用取代节000V或B00V代替，当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节为000V，有偶数个信息1码（包括0个信息1码）时取代节为B00V，其它的信息0码仍为0码；信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1；HDB3码中1、

6、B的符号符合交替反转原则，而V的符号破坏这种符号交替反转原则，但相邻V码的符号又是交替反转的；HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。设信息码为00000110000100000，则NRZ码、AMI码，HDB3码如图1-4所示。译码时，需将AMI或HDB3码变换成两路单极性信号分别送到CD22103的第11、第13脚，此任务由双/单变换电路来完成。当信息代码连0个数太多时，从AMI码中较难于提取稳定的位同步信号，而HDB3中连0个数最多为3，这对提取高质量的位同信号是有利的。这也是HDB3码优于AMI码之处。HDB3码及经过

7、随机化处理的AMI码常被用在PCM一、二、三次群的接口设备中。在实用的HDB3编译码电路中，发端的单/双极性变换器一般由变压器完成；收端的双/单极性变换电路一般由变压器、自动门限控制和整流电路完成，本实验目的是掌握HDB3编码规则，及位同步提取方法，故对极性变换电路作了简化处理，不一定符合实用要求。图1-4NRZ、AMI、HDB3关系图图1-7HDB3编译码电路图40CD22103的引脚及内部框图如图1-5所示，引脚功能如下：图1-10CD22103的引脚及内部框图（1）NRZ-IN编码器NRZ信号输入端；（2）CTX编码时钟

8、（位同步信号）输入端；（3）HDB3/AMI　码型选择端：接TTL高电平时，选择HDB3码；接　TTL低电平时，选择AMI码；（4）NRZ-OUTHDB3译码后信码输出端；（5）CRX码时钟（位同步信号）输入端；（6）RAIS告警指示信号（AIS）检测电路复位端，负脉冲有效；