实验一数字基带信号
实验一数字基带信号的产生及波形变换实验
实验一数字基带信号的产生及波形变换实验一、实验目的（1）了解多种时钟信号的产生方法；（2）了解帧同步信号的产生过程；（3）了解几种常见的数字基带信号；（4）掌握AMI码的编码规则。
二、实验原理通信的根本任务是远距离传递消息，因而如何准确地传输数字信息是数字通信的一个重要组成部分。
在数字传输系统中，其传输对象通常是二元数字信息，它可能来自计算机、电传打字机或其它数字设备的各种数字代码，也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号。
对基带传输系统的要求就是选择一组有限的离散波形来表示数字信息。
其中未调制的电脉冲信号所占据的频带通常从直流和低频开始，因而称为数字基带信号。
数字基带信号实际上是消息代码的电波形，不同形式的数字基带信号具有不同的频谱结构。
在某些有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以直接传送，但必须合理地设计数字基带信号以使数字信息变换为适合于给定信道传输特性的频谱结构。
通常把数字信息的电脉冲表示过程称为码型变换，在有线信道中传输的数字基带信号又称为线路传输码型。
对于数字基带信号的码型选择通常考虑的原则是：（1）对于传输频带低端受限的信道，其线路传输码型的频谱中应不含直流分量；（2）码型变换过程应对任何信源具有透明性，即与信源的统计特性无关；（3）便于从基带信号中提取位定时信息；（4）便于实时监测传输系统信号传输质量，即应能检测出基带信号码流中错误的信号状态；（5）对于某些基带传输码型，信道中传输的单个误码会扰乱一段译码过程，从而导致译码信息中出现多个错误，这种现象称为误码扩散。
希望这种情况越少越好；（6）当采用分组形式的传递码型时，在接收端不但要从基带信号中提取位定时信息，而且要恢复出分组同步信息，以便将接收到的信号正确地划分成固定长度的码组；（7）尽量减少基带信号频谱中的高频分量；（8）编译码设备应尽量简单。
数字基带信号在通信系统中占有比较重要的位置，本实验是整个通信实验系统的数字发送端，其原理框图如图 1-1 所示。
通信原理硬件实验报告(最新-哈工程)
实验报告哈尔滨工程大学教务处制实验一、数字基带信号实验一、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、HDB2的编码规则3、了解HDB3(AMI）编译码集成电路CD22103.二、实验仪器双踪示波器、通信原理VI实验箱一台、M6信源模块三、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（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.四、基本原理1、单极性码、双极性码、归零码、不归零码对于传输数字信号来说，最常用的方法是用不同的电压电平来表示两个二进制数字，即数字信号由矩形脉冲组成。
a)单极性不归零码,无电压表示”0"，恒定正电压表示"1”，每个码元时间的中间点是采样时间,判决门限为半幅电平。
b)双极性不归零码，”1"码和"0”码都有电流，”1”为正电流，"0"为负电流，正和负的幅度相等,判决门限为零电平。
c)单极性归零码，当发”1"码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲；当发"0"码时，仍然不发送电流。
d)双极性归零码，其中”1"码发正的窄脉冲，”0"码发负的窄脉冲，两个码元的时间间隔可以大于每一个窄脉冲的宽度，取样时间是对准脉冲的中心。
归零码和不归零码、单极性码和双极性码的特点：不归零码在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始，需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步；归零码的脉冲较窄，根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系,因而归零码在信道上占用的频带较宽。
单极性码会积累直流分量，这样就不能使变压器在数据通信设备和所处环境之间提供良好绝缘的交流耦合，直流分量还会损坏连接点的表面电镀层；双极性码的直流分量大大减少，这对数据传输是很有利的2、AMI、HDB3码特点(1)AMI码我们用“0"和“1”代表传号和空号。
实验一 数字信号源实验(1)
实验一数字信号源实验一、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、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
3、掌握数字信号源电路组成原理。
二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、帧同步信号（FS）、位同步时钟（BS）。
2、用示波器观察NRZ、FS、BS三信号的对应关系。
3、学习电路原理图。
三、基本原理本模块是实验系统中数字信号源，即发送端，其原理方框图如图1-1所示。
本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2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。
本模块有以下测试点及输入输出点：∙ CLK-OUT 时钟信号测试点，输出信号频率为4.433619MHz ∙ BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点，频率为170.5KHz ∙ FS 信源帧同步信号输出点/测试点,频率为7.1KHz∙ NRZ-OUT NRZ信号输出点/测试点图1-3为数字信源模块的电原理图。
图1-1中各单元与图1-3中的元器件对应关系如下：∙晶振CRY：晶体；U1：反相器7404∙分频器US2：计数器74161；US3：计数器74193；US4：计数器40160∙并行码产生器KS1、KS2、KS3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管左起分别与一帧中的24位代码相对应∙八选一US5、US6、US7：8位数据选择器4512∙三选一US8：8位数据选择器4512∙倒相器US10：非门74HC04∙抽样US9：D触发器74HC74图1-1 数字信源方框图图1-2 帧结构下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。
（1）分频器74161进行13分频，输出信号频率为341kHz。
数字基带信号实验及数字调制与解调实验
硬件实验一一、实验名称数字基带信号实验及数字调制与解调实验二、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。
（6）掌握绝对码，相对码概念及他们之间的变换关系。
（7）掌握用键控法产生2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK信号的方法。
（8）掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系，绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。
（9）了解2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。
（10）掌握2DPSK相干解调原理。
（11）掌握2FSK过零检测解调原理。
三、实验仪器1. 双踪示波器一台2. 通信原理Ⅵ型实验箱一台3. M6信号源模块、M4数字调制模块四、实验容与实验步骤（一）数字基带信号实验1.熟悉信源模块，AMI&HDB3编译模块（有可编程逻辑器件模块实现）和HDB3编译码模块的工作原理。
2.接通数字信号源模块的电源。
用示波器观察熟悉信源模块上的各种信号波形。
（1）示波器的两个通信探头分别接NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二级管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；（2）用K1产生代码*1110010（*为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2，K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。
3.关闭数字信号源模块的电源，按照下表连线，打开数字信号源模块和AMI（HDB3)编译码模块电源。
用示波器观察AMI（HDB3)编译单元的各种波形。
（1）示波器的两个探头CH1和CH2分别接NRZ-OUT和（AMI）HDB3，将信源模块K1，K2，K3的每一位都置1，观察并记录全1码对应的AMI码和HDB3码；再将K1，K2，K3置为全0，观察全0码对应的AMI和HDB3码。
(一)码型变换实验
实验一码型变换实验一、实验目的1. 了解几种常用的数字基带信号。
2. 掌握常用数字基带传输码型的编码规则。
3. 掌握常用CPLD实现码型变换的方法。
二、实验内容1. 观察NRZ码、RZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码的波形。
2. 观察全0码或全1码时各码型波形。
3. 观察HDB3码、AMI码的正、负极性波形。
4. .观察NRZ码、RZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。
5. 自行设计码型变换电路，下载并观察波形。
三、实验器材1. 信号源模块2. ⑥号模块（码型变换）3. ⑦号模块（载波同步）4. 20M双踪示波器5. 连接线（若干）四、实验原理（一）基本原理1、数字通信中,有些场合可不经过载波调制解调而让基带信号直接进行传输。
例如，市区内利用电传机直接电报通信，或者利用中继长距离直接传输PCM 信号等。
这种不使用载波调制装置而直接传送基带信号的系统,称为基带传输系统。
它的基本结构如图1所示:图1 基带传输系统基本结构结构说明：（1）信道信号合成器：产生适合于信传输的基带信号。
（2）信道可以是允许基带信号通过的媒质，如能通过从直流到高频的有线线路。
（3）接收滤波器：用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰。
（4）抽样判决器：在噪声背景下判定与再产生基带信号。
2、基带调制与解调（1）数字基带调制器：把数字基带信号变换成基带信号传输的基带信号。
（2）基带解调器器：把信道基带信号变换成原始数字基带信号。
（3）对传输用的基带信号的主要要求（4）对代码：将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；（5）对码型的电波形：电波形适宜于在信道中传输。
（二）编码规则1、NRZ码NRZ (Noreturn-To-Zero)码，全称是单极性不归零码，在这种二元码中用高电平和低电平（这里为零电平）分别表示二进制信息“1”和“0”，在整个码元期间电平保持不变。
例如图2：图2 NRZ码2、RZ码RZ (Return-To-Zero)码,全称是单极性归零码，与NRZ码不同的是，发送“1”时在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。
通信原理实验数字基带传输仿真实验
通信原理实验数字基带传输仿真实验本文记录的是一次通信原理实验，具体实验内容是数字基带传输仿真实验。
这个实验旨在让学生了解并掌握数字基带传输的基本原理、信号调制和调制解调的方法，并通过仿真实验加深对数字基带传输的理解。
实验步骤：第一步：实现数字基带信号的产生。
我们采用MATLAB编写代码来产生数字基带信号。
具体而言，我们可以选择产生脉冲振幅调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）等各种调制方式。
第二步：实现数字基带信号的传输。
我们可以通过MATLAB编写代码，将数字基带信号在传输媒介中进行仿真。
具体而言，我们可以选择传输介质为AWGN信道、多径信道等，通过加入信噪比、码元传输速率、波特率等参数来模拟不同的传输环境。
第三步：实现数字基带信号的调制。
我们采用调制器进行数字信号的调制。
常见的数字调制方式有AM调制、FM调制、PM调制等。
此处我们选择了二进制相移键控（BPSK）调制来进行数字基带信号的调制。
第四步：实现数字基带信号的解调。
我们采用解调器来实现数字基带信号的解调。
常见的数字解调方式有包络检测法、抑制互调法等。
此处我们选择了直接判决法来进行数字基带信号的解调。
第五步：实现数字基带信号的重构。
我们通过将数字基带信号解调后还原成原始信号进行数字信号的重构。
此处我们需要通过MATLAB代码将解调后的数字信号还原成原始信号，并绘制出波形图进行对比分析。
实验结果：通过对仿真实验的分析，我们得出了一些结论。
首先，不同的数字基带信号相对应不同的调制方式，比如我们可以选择PAM调制来实现计算机通讯中的以太网传输。
其次，数字基带信号的传输受到了多种因素的影响，包括信道的噪声、信噪比、码元传输速率、波特率等。
第三，数字基带信号的解调方式有很多种，我们需要根据传输环境的不同来选择最适宜的解调方式。
最后，数字基带信号的重构是一个非常重要的环节，它能够让我们了解数字基带信号在传输过程中所带来的信息损失和失真情况。
基带传输常用码型及基带信号频谱实验
基带传输常用码型及基带信号频谱实验一、实验目的1、熟悉通信基带信号功率谱基本原理2、熟悉SYSTEMVIEW软件的信号谱分析应用3、掌握使用SYSTEMVIEW软件生成最常用基带信号与数字双相传输码的基本方法二、实验原理：1、数字基带信号的频谱特性数字基带信号是随机的脉冲序列，只能用功率谱来描述它的频谱特性。
研究好数字基带信号的功率谱，就可以了解信号带宽，有无直流分量，有无定时分量。
这样才能选择匹配的信道，确定是否可提取定时信号。
经过合理假设下的严格数学推导，可以得到以下主要结论：（1）随机脉冲序列功率谱包括连续谱和离散谱；（2）单极性信号中有无离散谱取决于矩形脉冲的占空比，归零信号中有定时分量。
不归零信号中无定时分量。
0、1等概的双极性信号没有离散谱，即同时没有直流分量和定时分量。
（3）随机序列的带宽主要依赖单个码元波形的频谱函数G1(f)或G2(f)，通常以谱的第一个零点作为矩形脉冲的近似带宽，它等于脉宽τ的倒数。
2、传输系统发射与信道部分的基本结构如图2—1所示。
如果系统直接传送基带信号，称之为基带传输系统。
图2—1在基带传输系统中，系统的输入是数字基带信号，它不一定适合直接在信道中传输。
信道信号形成器的作用就是把原始基带信号变换成适合于信道传输的基带信号，这种变换主要是通过码型变换和波形变换来实现的，其目的是与信道匹配，便于传输，减小码间串扰，利于同步提取和抽样判决。
称此信号形成器为数字基带调制器；与此对应的，在接收端将信道基带信号变换成原始数字基带信号，称之为基带解调器。
3、数字基带调制器中的波形变换与码型变换在数字基带调制器中，波形变换后传输电波形常见的有矩形脉冲、三角波、高斯脉冲和升余弦脉冲波形等。
最常用的是矩形脉冲波形，正如我们在前面通原软件实验一中介绍的几种波形。
上述各种波形在传输中都得到了实际应用。
在数字基带调制器中，码形变换后的传输码结构应具有下列主要特性：无直流分量，且低频分量少；便于提取定时信息；高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰；不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；具有内在的检错能力；编译码设备要尽可能简单，等等。
数字基带信号的功率谱
通信原理仿真作业数字基带信号的功率谱一、实验题目用matlab 画出如下数字基带信号波形及其功率谱密度。
● 单极性不归零（NRZ ）波形，设0、1等概，1,0()0,t Tg t else ≤≤⎧=⎨⎩● 单级性归零（RZ ）波形，设0、1等概，1,0()0,t Tg t else τ≤<<⎧=⎨⎩● 若sin(/)()/s st T g t t T ππ=，输入为+1/-1序列，且等概出现。
二、实验原理1. 单极性不归零（NRZ ）波形：该波形的特点是电脉冲之间无间隔，极性单一。
示意图：2. 单级性归零（RZ ）波形：信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平。
示意图：三、实验过程依据实验原理中波形特点进行matlab 编程仿真，调试程序，观察现象。
四、实验结果及分析1、单极性不归零（NRZ ）波形及其功率谱图分析：该波形的特点是电脉冲之间无间隔，极性单一，易于用TTL 、CMOS 电路产生；缺点是有直流分量，要求传输线路具有直流传输能力，因而不适应有交流耦合的远距离传输，只适用于计算机内部或极近距离的传输。
不归零码在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始，即位定时较难，对同步要求较高。
2、单级性归零（RZ ）波形及其功率谱图024681012141618200.51单极性NRZ 波形-5-4-3-2-112345-40-30-20-10010单极性NRZ 功率谱密度(dB/Hz)分析：信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平。
通常，归零波形使用半占空码，即占空比为50%。
从单极性RZ 波形可以直接提取定时信息。
与归零波形相对应，上面的单极性波形和双极性波形属于非归零(NRZ)波形，其占空比等于100％。
对于单极性归零波形，由于其脉冲窄，有利于减小码元间波形的干扰。
并且码元间隔明显，较不归零波形，有利于同步适中的提取。
但是由于脉冲窄，码元的能量小，归零波形的功率谱比不归零波形的较低，因此在接收端的输出信噪比和归零波形相比低。
数字基带传输 实验报告
数字基带传输实验报告数字基带传输实验报告1. 引言数字基带传输是现代通信系统中的重要组成部分，它负责将数字信号转换为模拟信号，以便在传输过程中进行传输。
本实验旨在通过搭建数字基带传输系统的实验平台，探索数字信号的传输特性和相关参数的测量方法。
2. 实验设备和方法实验所使用的设备包括信号发生器、示波器、传输线等。
首先，我们将信号发生器的输出连接到传输线的输入端，然后将传输线的输出端连接到示波器，以便观察信号的传输效果。
在实验过程中，我们会改变信号发生器的输出频率和幅度，以研究其对传输信号的影响。
3. 实验结果与分析通过实验观察和数据记录，我们发现信号发生器的输出频率对传输信号的带宽有着直接的影响。
当信号发生器的输出频率增加时，传输信号的带宽也随之增加。
这是因为高频信号具有更多的频率成分，需要更大的带宽来进行传输。
此外，我们还观察到信号发生器的输出幅度对传输信号的幅度衰减有着重要的影响。
当信号发生器的输出幅度增加时，传输信号的幅度衰减也随之增加。
这是因为高幅度信号在传输过程中容易受到噪声和衰减的影响。
4. 数字信号的传输特性数字信号的传输特性是指信号在传输过程中的失真情况。
在实验中，我们观察到信号的失真主要表现为幅度衰减和相位偏移。
幅度衰减是指信号在传输过程中幅度减小的现象，而相位偏移是指信号在传输过程中相位发生变化的现象。
这些失真现象会导致信号的质量下降，从而影响通信系统的性能。
5. 数字信号的传输参数测量在实验中，我们还对数字信号的传输参数进行了测量。
其中，最重要的参数是信号的带宽和信号的衰减。
带宽的测量可以通过观察传输信号在示波器上的频谱来进行，而衰减的测量可以通过比较信号发生器的输出幅度和传输信号的接收幅度来进行。
通过测量这些参数，我们可以评估数字基带传输系统的性能，并进行相应的优化。
6. 结论通过本实验，我们深入了解了数字基带传输的原理和特性。
我们发现信号的频率和幅度对传输信号的带宽和幅度衰减有着直接的影响。
通信原理第7版第7章PPT课件(樊昌信版)
实验二：数字调制与解调实验
实验目的
掌握数字调制与解调的基本原理和实现方法。
实验内容
设计并实现一个数字调制与解调系统，包括调制器、解调器和信道等部分。
实验二：数字调制与解调实验
01
实验步骤
02
1. 选择合适的数字调制方式，如2ASK、2FSK、2PSK等。
03
2. 设计并实现调制器，将数字基带信号转换为已调信号。
循环码
编码原理
01
循环码是一种具有循环特性的线性分组码，其任意码字的循环
移位仍然是该码的码字。
生成多项式与校验多项式
02
生成多项式用于描述循环码的编码规则，而校验多项式则用于
检测接收码字中的错误。
编码效率与纠错能力
03
循环码的编码效率与线性分组码相当，但纠错能力更强，可以
纠正多个错误。
卷积码
编码原理
06
同步原理与技术
载波同步技术
载波同步的定义
在通信系统中，使本地产生的载波频率和相位与接收到的信号载波保持一致的过程。
载波同步的方法
包括直接法、插入导频法和同步法。直接法利用接收信号中的载波分量进行同步；插入导频法在发送端插入一个导频 信号，接收端利用导频信号进行同步；同步法则是通过特定的同步信号或同步头来实现同步。
归零码（RZ）
在码元间隔内电平回归到零，有利于时钟提取。
差分码（Differential Cod…
利用相邻码元电平的相对变化来表示信息，抗干扰能力强。
眼图与误码率分析
眼图概念
通过示波器观察到的数字基带信号的一种图形表示，可以 直观地反映信号的质量和传输性能。
眼图参数
包括眼睛张开度、眼睛高度、眼睛宽度和交叉点位置等， 用于评估信号的定时误差、幅度失真和噪声影响等。
(完整word版)AMI与HDB3码波形与功率谱密度实验
数字基带信号的波形与功率谱密度实验一、实验目的1、掌握数字基带码型有关概念及设计原则；2、了解单极性码、双极性码、归零码和不归零码的波形特点；3、掌握AMI和HDB3码的编码规则；4、掌握各种基带码功率谱特性。
二、实验预习要求1、复习《数字通信原理》第七章7.1节和7.2节——数字基带信号的码型与功率谱、AMI与HDB3码波形与功率谱密度；2、学习MATLAB软件的使用；3、认真阅读本实验内容，熟悉实验步骤。
三、实验原理通信的根本任务是远距离传递信息，因而如何准确地传输数字信息是数字通信的一个重要组成部分。
在数字传输系统中，其传输对象通常是二进制数字信息，它可能来自计算机、电传打字机或其它数字设备的各种数字代码，也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号。
设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的离散的波形来表示数字信息。
这些离散波形可以是未经调制的不同电平信号，也可以是调制后的信号形式。
由于未经调制的电脉冲信号所占据的频率带宽通常从直流和低频开始，因此称为数字基带信号。
而某些有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以直接传送，我们称之为数字信号的基带传输。
数字基带信号是数字信息的电脉冲表示，不同形式的数字基带信号（又称码型）具有不同的频谱结构，合理地设计数字基带信号以使数字信息变换为适合于给定信道传输特性的频谱结构，是基带传输首先要考虑的问题。
通常又把数字信息的电脉冲表示过程称为码型变换，在有线信道中传输的数字基带信号又称为线路传输码型。
事实上，在数字设备内部用导线连接起来的各器件之间就是用一些最简单的数字基带信号来传送定时和信息的。
这些最简单的数字基带信号的频谱中含有丰富的低频分量乃到直流分量。
由于传输距离很近，高频分量衰减也不大。
但是数字设备之间长距离有线传输时，高频分量衰减随着距离的增加而增大，同时信道中往往还存在隔直流电容或耦合变压器，因而传输频带的高频和低频部分均受限。
此时必须考虑码型选择问题。
数字基带信号实验报告
数字基带信号实验报告指导老师：李敏姓名：学号：试验一数字基带信号一、试验目的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、掌控AMI、HDB3码的编码规章。
3、掌控从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。
4、掌控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、试验内容1、用示波器观测单极性非归零码〔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、用示波器观测从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。
3、用示波器观测HDB3、AMI译码输出波形。
三、试验步骤本试验运用数字信源单元和HDB3编译码单元。
1、熟识数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。
接好电源线，打开电源开关。
2、用示波器观测数字信源单元上的各种信号波形。
用信源单元的FS作为示波器的外同步信号，示波器探头的地端接在试验板任何位置的GND点均可，进行以下观测：〔1〕示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对比发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作〔1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄〕；〔2〕用开关K1产生代码×1110010〔×为任意代码，1110010为7位帧同步码〕，K2、K3产生任意信息代码，观测本试验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。
3、用示波器观测HDB3编译单元的各种波形。
仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。
〔1〕示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3，将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1，观测全1码对应的AMI码〔开关K4置于左方AMI端〕波形和HDB3码〔开关K4置于右方HDB3端〕波形。
再将K1、K2、K3置为全0，观测全0码对应的'AMI 码和HDB3码。
数字基带通信系统实验报告
数字基带通信系统实验报告摘要本实验旨在通过搭建数字基带通信系统的实际硬件实验平台，理解和掌握数字基带通信系统的基本原理和实现方法。
通过实验，我们验证了数字基带通信系统的性能，并对系统中的关键参数进行了优化和调整。
本文详细介绍了实验平台的搭建过程、系统参数的调整，以及实验结果的分析和讨论。
1. 引言数字基带通信系统是现代通信系统中的关键组成部分，它是将原始信号进行数字化处理后通过传输介质进行传递的系统。
数字基带通信系统在无线通信、光纤通信等领域具有广泛的应用。
本实验通过搭建数字基带通信系统的实际硬件平台，对系统进行调试和优化，以提高系统的性能和可靠性。
2. 实验平台搭建本实验使用了一套数字基带通信系统的实际硬件平台。
平台包括了发送端和接收端两个部分。
发送端包括信号源、调制器和DAC（数字-模拟转换器），接收端包括ADC（模拟-数字转换器）、解调器和信号检测器。
信号源产生了原始信号，经过调制器和DAC转换为模拟信号后送入传输介质。
接收端接收到模拟信号后，经过ADC转换为数字信号，再经过解调器解调和信号检测器进行信号恢复。
实验平台的搭建过程如下：1.将信号源与调制器相连，调制器与DAC相连，形成发送端。
2.将传输介质与DAC相连，传输介质与ADC相连，ADC与解调器相连，解调器与信号检测器相连，形成接收端。
3.通过相关的接口和电缆连接发送端和接收端。
4.系统参数调整在搭建好实验平台后，我们进行了一系列的参数调整和优化，以提高系统的性能。
具体包括以下几个方面的调整：1.信号源的频率和幅度调整：根据实际需求，调整信号源的频率和幅度，以适应不同的通信场景和条件。
2.调制器的调整：根据传输介质和系统要求，选择合适的调制方式，调整调制器的参数，以提高系统的传输效率和可靠性。
3.DAC和ADC的采样率和分辨率调整：根据信号源的频率和系统要求，选择合适的采样率和分辨率，以保证信号的准确传输和恢复。
4.解调器和信号检测器的参数调整：根据传输介质和调制方式，调整解调器和信号检测器的参数，以提高系统的解调和信号恢复能力。
通信原理实验讲义
实验一数字基带信号系统实验一、实验目的1、了解插入帧同步码信号的帧结构特点。
2、了解数字绝对波形输出特点。
3、了解单极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
二、实验原理数字信源块是整个实验系统的发终端，模块内部只使用+5V电压，其原理方块图如图1-1所示。
本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB,帧结构如图1-2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，实验电路中数据码用红色发光二极管指示，帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。
发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。
图1-1 数字信源方框图图1-2帧结构MAR-OUTFS图1-3 FS、NRZ-OUT波形三、实验内容用示波器观察数字信源中晶振信号试点，信源位同步信号，信源帧同步信号，NRZ信号（绝对码）。
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(2个)FS 信源帧同步信号输出点/测试点NRZ—OUT（AK） NRZ信号（绝对码）输出点/测试点（4个）四、实验步骤本实验使用数字信源单元。
1、熟悉数字信源单元的工作原理，检查直流稳压电源输出正常的+5V，+12V、-12V电压，关直流稳压电源。
将与直流稳压电源相连（若未连接好请通知指导教师）的实验专用的电源四芯插头正确的插入实验板左上角的四芯插座中。
打开直流稳压电源，实验中不再改变电源输出参数。
（以后的实验中接通电源均照此操作！）2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。
01110010 11110000 00001111(1.)示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ—OUT和BS—OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄。
）(2.)用开关K1产生代码X1110010（X为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。
通信原理实验指导书
通信原理实验指导书实验一HDB3码型变换实验一、实验目的1、了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。
2、掌握HDB3码的编译规则。
3、了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。
二、实验器材1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、HDB3编译码实验原理框图HDB3输出信号源PN15数据HDB3编码HDB3-A1电平变换CLK时钟HDB3-B1数据移位输出取绝对值缓存4bitHDB3-A2极性反变换HDB3输入时钟HDB3-B2信号检测译码时钟输入单极性码8#基带传输编译码模块数字锁相环法位同步BS2数字锁相环输入13#载波同步及位同步模块HDB3编译码实验原理框图2、实验框图说明我们知道AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。
而HDB3编码由于需要插入破坏位B，因此，在编码时需要缓存3bit的数据。
当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。
当4个连0时最后一个0变为传号A，其极性与前一个A的极性相反。
若该传号与前一个1的极性不同，则还要将这4个连0的第一个0变为B，B的极性与A相同。
实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到HDB3编码波形。
同样AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。
而HDB3译码只需找到传号A，将传号和传号前3个数都清0即可。
传号A的识别方法是：该符号的极性与前一极性相同，该符号即为传号。
实验框图中译码过程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处理，得到原始码元。
四、实验步骤实验项目一HDB3编译码（256KHz归零码实验）概述：本项目通过选择不同的数字信源，分别观测编码输入及时钟，译码输出及时钟，观察编译码延时以及验证HDB3编译码规则。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口信号源：PN据)信号源：CLK 钟)模块8：TH1(HDB3输出)模块8：TH5(单极性码)模块13：TH5(BS2)模块8：TH7(HDB3输入)块模块13：TH7(数字锁相环输入)模块8：TH9(译码时钟输入)数字锁相环位同步提取提供译码位时钟将数据送入译码模模块8：TH4(编码输入-时提供编码位时钟目的端口模块8：TH3(编码输入-数连线说明基带信号输入2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【HDB3编译码】→【256K归零码实验】。
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20090401310074实验一数字基带信号一、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码的编码规则。
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和HDB3 编译码模块。
1、数字信源本模块是整个实验系统的发终端，模块内部只使用+5V 电压，其原理方框图如图1-1 所示，电原理图见附录一。
本单元产生NRZ 信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2 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，实验电路中数据码用红色发光二极管指示，帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。
发光二极管亮状态表示1 码，熄状态表示0 码。
图 1-1 数字信源方框图图 2-2 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（2个）FS 信源帧同步信号输出点/测试点NRZ-OUT(AK) NRZ信号(绝对码)输出点/测试点（4个）图1-1中各单元与电路板上元器件对应关系如下：晶振 CRY 晶体；U1：反相器7404分频器 U2 计数器74161；U3：计数器74193；U4：计数器40160并行码产生器 K1、K2、K3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管：左起分别与一帧中的24位代码相对应八选一 U5、U6、U7：8位数据选择器4512三选一 U8：8位数据选择器4512倒相器 U20：非门74HC04抽样 U9：D触发器74HC74下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。
（1）分频器4161进行13分频，输出信号频率为341kHz。
74161是一个4位二进制加计数器，预置在3状态。
74193完成÷2、÷4、÷8、÷16运算，输出BS、S1、S2、S3等4个信号。
BS 为位同步信号，频率为170.5kHz。
S1、S2、S3为3个选通信号，频率分别为BS信号频率的1/2、1/4和1/8。
74193是一个4位二进制加/减计数器，当CPD= PL =1、MR=0时，可在Q0、Q1、Q2及Q3端分别输出上述4个信号。
40160是一个二一十进制加计数器，预置在7状态，完成÷3运算，在Q0和Q1端分别输出选通信号S4、S5，这两个信号的频率相等、等于S3信号频率的1/3。
分频器输出的S1、S2、S3、S4、S5等5个信号的波形如图1-4（a）和1-4（b）所示。
图 1-4 分频器输出信号波形（2）八选一采用8路数据选择器4512，它内含了8路传输数据开关、地址译码器和三态驱动器，其真值表如表1-1所示。
U5、U6和U7的地址信号输入端A、B、C并连在一起并分别接S1、S2、S3信号，它们的8个数据信号输入端x0 ~ x7分别K1、K2、K3输出的8个并行信号连接。
由表1-1可以分析出U5、U6、U7输出信号都是码速率为170.5KB、以8位为周期的串行信号。
（3）三选一三选一电路原理同八选一电路原理。
S4、S5 信号分别输入到U8 的地址端A 和B，U5、U6、U7 输出的3 路串行信号分别输入到U8 的数据端x3、x0、x1，U8 的输出端即是一个码速率为170.5KB 的2 路时分复用信号，此信号为单极性不归零信号（NRZ）。
（4）倒相与抽样图1-1 中的NRZ 信号的脉冲上升沿或下降沿比BS 信号的下降沿稍有点迟后。
在实验二的数字调制单元中，有一个将绝对码变为相对码的电路，要求输入的绝对码信号的上升沿及下降沿与输入的位同步信号的上升沿对齐，而这两个信号由数字信源提供。
倒相与抽样电路就是为了满足这一要求而设计的，它们使NRZ-OUT 及BS-OUT 信号满足码变换电路的要求。
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1-5 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。
2. HDB3 编译码原理框图如图1-6 所示。
本模块内部使用+5V 和-5V 电压，其中-5V 电压由-12V 电源经三端稳压器7905 变换得到。
本单元有以下信号测试点：●NRZ 译码器输出信号●BS-R 锁相环输出的位同步信号●（AMI）HDB3 编码器输出信号●BPF 带通滤波器输出信号●（AMI-D）HDB3-D （AMI）HDB3 整流输出信号本模块上的开关K4 用于选择码型，K4 位于左边（A 端）选择AMI 码，位于右边（H 端）选择HDB3 码。
图1-6 中各单元与电路板上元器件的对应关系如下：●HDB3 编译码器 U10：HDB3 编译码集成电路CD22103A●单/双极性变换器 U11：模拟开关4052●双/单极性变换器 U12：非门74HC04●相加器 U17：或门74LS32●带通 U13、U14：运放UA741●限幅放大器 U15：运放LM318●锁相环 U16：集成锁相环CD4046信源部分的分频器、三选一、倒相器、抽样以及(AMI)HDB3 编译码专用集成芯片CD22103 等电路的功能可以用一片EPLD（EPM7064）芯片完成，说明见附录四。
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、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0000 0110 0001 0000 0，则NRZ 码、AMI 码，HDB3 码如图1-8 所示。
分析表明，AMI 码及HDB3 码的功率谱如图1-9 所示，它不含有离散谱fS 成份（fS =1/TS，等于位同步信号频率）。
在通信的终端需将它们译码为NRZ 码才能送给数字终端机或数模转换电路。
在做译码时必须提供位同步信号。
工程上，一般将AMI 或HDB3 码数字信号进行整流处理，得到占空比为0.5 的单极性归零码（RZ|τ=0.5TS）。
这种信号的功率谱也在图1-9 中给出。
由于整流后的AMI、HDB3 码中含有离散谱fS ，故可用一个窄带滤波器得到频率为fS 的正弦波，整形处理后即可得到位同步信号。
本单元用CD22103集成电路进行AMI或HDB3编译码。
当它的第3脚（HDB3/ AMI）接+5V时为HDB3编译码器，接地时为AMI编译码器。
编码时，需输入NRZ码及位同步信号，它们来自数字信源单元，已在电路板上连好。
CD22103编码输出两路并行信号+H-OUT和-H-OUT，它们都是半占空比的正脉冲信号，分别与AMI或HDB3码的正极性信号及负极性信号相对应。
这两路信号经单/双极性变换后得到AMI码或HDB3。
双/单极性变换及相加器构成一个整流器。
整流后的（AMI）HDB3-D信号含有位同步信号频率离散谱。
由于位同步频率比较低，很难将有源带通滤波器的带宽做得很窄，它输出的信号BPF是一个幅度和周期都不恒定的正弦信号。
对此信号进行限幅放大处理后得到幅度恒定、周期变化的脉冲信号，但仍不能将此信号作为译码器的位同步信号，需作进一步处理。
当锁相环的自然谐振频率足够小时，对输入的电压信号可等效为窄带带通滤波器（关于锁相环的基本原理将在实验三中介绍）。
本单元中采用电荷泵锁相环构成一个Q值约为35的的窄带带通滤波器，它输出一个符合译码器要求的位同步信号BS-R。
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。
CD22103的引脚及内部框图如图1-10所示，详细说明如下：（1）NRZ-IN 编码器NRZ信号输入端；（2）CTX 编码时钟（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-OUT HDB3译码后信码输出端；（5）CRX 译码时钟（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；（7）AIS AIS信号输出端，有AIS信号为高电平，无ALS信号时为低电平；（8）VSS 接地端；（9）ERR 不符合HDB3/AMI编码规则的误码脉冲输出端；（10）CKR HDB3码的汇总输出端；（11）+HDB3-IN HDB3译码器正码输入端；（12）LTF HDB3译码内部环回控制端，接高电平时为环回，接低电平时为正常；（13）-HDB3-IN HDB3译码器负码输入端；（14）-HDB3-OUT HDB3编码器负码输出端；（15）+HDB3-OUT HDB3编码器正码输出端；（16）VDD 接电源端（+5V）CD22103主要由发送编码和接收译码两部分组成，工作速率为50Kb/s~10Mb/s。