实验3-4

实验三 增量调制与解调实验
实验四 码型变换实验
一、实验目的
1．掌握增量调制编码的基本原理，并理解实验电路的工作过程。

2．了解用不同速率时钟编码时的输出波形。

3．理解连续可变斜率增量调制系统的电路组成与基本工作原理。

4．熟悉增量调制系统在不同工作频率、不同信号频率和不同信号幅度下跟踪输入信号 的情况。

5．了解几种常见的数字基带信号。

6．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。

二、实验内容
1．观察增量调制编码各点处的波形并记录下来。

2．观察增量调制译码各点处的波形并记录下来。

3．观察NRZ 码、RZ 码、BRZ 码、BNRZ 码、AMI 码、CMI 码、HDB3 码、BPH 码 的波形。

4．观察全0 码或全 1 码时各码型的波形。

5．观察HDB3 码、AMI 码、BNRZ 码的正、负极性波形。

6．观察NRZ 码、RZ 码、BRZ 码、BNRZ 码、AMI 码、CMI 码、HDB3 码、BPH 码 经过码型反变换后的输出波形。

7．自行设计码型变换电路，下载并观察输出波形。

三、实验记录
1. 增量调制与解调实验
将信号源模块产生的频率为2KHz 、峰-峰值为1V 左右的正弦波从信号输入点“S-IN ”输入模拟信号数字化模块，将信号源模块中的信号输出点“64K ”与模拟信号数字化模块中的信号输入点“64K ”连接，调节标号为“编码量阶”的电位器，观察“本地译码”、“一次积分”、“一致脉冲”、“ΔM 调制输出”各点输出的波形。

调节标号为“译码量阶”、“译码幅度”的电位器，观察“ΔM 解调输出”点输出的波形。

图1.1 “S-IN ”输入与“本地译码”波形 图1.2 “S-IN ”输入与“一次积分”波形
CH1—“S-IN ” CH1—“S-IN ” CH2—“本地译码” CH2—“一次积分”
Ch1
Ch1
Ch2
Ch2
图1.3 “S-IN ”输入与“一致脉冲”波形 图1.4 “S-IN ”输入与“△M 调制输出”波形
CH1—“S-IN ” CH1—“S-IN ” CH2—“一致脉冲” CH2—“△M 调制输出”
图1.5 “S-IN ”输入与“△M 解调输出”波形
CH1—“S-IN ” CH2—“△M 解调输出”
2. 码型变换实验
图2.1 NRZ 码为1000 0000 0000 0000 0000 0000时的HDB 3码
CH1—“NRZ ” CH2—“HDB 3”
Ch1
Ch2
Ch2
Ch1
Ch1
Ch2
Ch1
Ch2
图2.2 NRZ （不归零码）码与RZ （归零码）码
CH1—“NRZ ” CH2—“RZ ”
图2.3 NRZ 为全零时的HDB 3码
CH1—“NRZ ”
CH2—“HDB 3”
四、实验思考题
1. 比较PCM 和增量调制。

答：PCM 是脉冲编码调制，它是对模拟信号进行脉冲抽样后直接对抽样值进行编码，编码的抽样值反映了原信号的变化。

增量调制是对信号进行抽样之后，用当前抽样值与前一个抽样值进行比较，如果是增大则编码为“1”，如果减小则编码为“0”，可见增量调制是对信号的增减性进行编码。

2. 在分析电路的基础上回答：为什么本实验HDB3 码编、解码电路只能在输入信号是 码长为24位的周期性 NRZ 码时才能正常工作？
答： 因为定时信号一帧的码长为24位，所以信号是以24个码元为一组进行处理的，超过24位或者不足24位，电路都无法识别处理。

3. 根据实验观察（示波器双踪，一路为BS ），归零码和不归零码的特点。

答：归零码每个码元并不是维持一个时钟周期，而是在一个时钟周期内变化到非零值，然后又从非零值归零。

不归零码的每个码元都是维持一个时钟周期，无论值为零或非零值。

Ch1
Ch2
Ch2
Ch1
4. 什么是基带信号，基带传输的线路码型考虑原则是什么？
答：基带信号是指信源发出的未经过调制和变换的原始信号。

基带传输码型应注意不含直流分量和少含低频分量；便于从码型中提取同步信息或定时信息；尽量减少码型频谱中的高频分量；所选码型具有纠错、检错能力；码型编码和译码设备应尽量简单，易于实现。

5. BPH曼彻斯特编码解决了什么具体问题？
答：曼彻斯特编码又称数字双向码，它在一个时钟周期内有一个跳变，在收端利用简单的非线性变换后提取时钟方便，利用电平的正负跳变提取定时，但是它所提取的时钟频率是码元速率的2倍。

6. 复习各种编码的编码规则。

全零基带信号的HDB3码是什么？
答：
原码0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 HDB3 0 0 0 +V -B 0 0 0 -V +B 0 0 0
7. 示波器双踪观察时，NRZ 和HDB3 信号能否逐位对齐，试分析为什么？
答：NRZ和HDB3信号不是逐位对齐的，NRZ码进入HDB3码编码电路进行编码后，会产生一定的延迟，所以输出以后相对原NRZ码会有延迟，不能对齐。

五、实验小结
1.增量调制实验中，改变“编码量阶”得到的增量调制波形只通过二进制码型不容易看出有什么影响，应该对照二进制码型绘出阶梯状波形与原信号进行对比。

2.码型变换实验中，要注意归零码和不归零码的区别，以便更好地判断HDB3码的码型。

3.示波器的使用依然是实验中很重要的部分，当码型正确，但是形状不规则时应考虑是否有干扰，或者接地点是否接触良好。