实验3基带信号的常见码型变换
数字基带信号的码型设计
数字基带信号的码型设计一、前言近年来，随着大规模集成电路的出现，数字系统的设备复杂程度和技术难度降低，数字通信系统的主要缺点逐渐得到解决，因此数字传输方式日益受到欢迎。
数字传输系统中，传输对象通常是二元数字信息，而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。
这些取值离散的波形可以是未经调制的电信号，也可以是调制后的信号。
未经调制的数字信号所占据的频谱是从零域或很低频率开始，称为数字基带信号。
不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，称为数字基带传输系统。
数字基带传输系统方框图如图一所示。
图一数字基带传输系统方框图目前，虽然数字基带传输的应用不是很广泛，但对于基带传输系统的研究仍然十分有意义，主要是因为：1、在利用对称电缆构成的近程数据通信系统中广泛采用了这种传输方式；2、随着数字通信技术的发展，基带传输方式也有迅速发展的趋势；3、基带传输中包含带通传输的许多基本问题；4、任何一个采用线性调制的带通传输系统，可以等效为一个基带传输系统。
二、基带码型的设计原则在实际的基带传输系统中，并不是所有的基带波形都适合在信道中传输。
比如远距离传输时高频分量衰减随距离的增大而增大等，所以原始消息代码必须编成适合于传输用的码型。
传输码的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件，在选择传输码型时，一般应考虑以下几点原则：1、不含直流，且低频分量尽量少；2、应含有丰富的定时信息，以便于从接收码流中提取定时信号；3、功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带；4、不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；5、具有内在检错能力，即码型应具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测；6、编译码简单，以降低通信延时和成本。
三、常用的传输码型1、单极性非归零码：（如图二（a）所示）编码规则：信号脉冲的低电平和高电平分别表示二进制代码“0”和“1”。
优点：电脉冲之间无间隔，极性单一，易于用TTL、CMOS电路产生。
实验三 码型变换实验
实验三码型变换实验一、实验目的1．了解几种常见的数字基带信号。
2．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。
3．掌握用FPGA实现码型变换的方法。
二、实验内容1．观察NRZ、RZ码、BRZ码、BNRZ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、BNRZ码正、负极性波形。
4．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。
5．自行设计码型变换电路，下载并观察输出波形。
三、实验器材1．信号源模块2．码型变换模块3．20M双踪示波器一台4．频率计（可选）一台5．PC机（可选）一台6．连接线若干四、实验原理1．编码规则①NRZ码(见教材)②RZ码(见教材)③BNRZ码－双极性不归零码1 0 1 0 0 1 1 0＋E-E④BRZ码－双极性归零码1 0 1 0 0 1 1 0＋E-E⑤AMI码(见教材)⑥HDB3码(见教材)⑦BPH码BPH码的全称是数字双相码（Digital Diphase），又叫分相码(Biphase，Split-phase)或曼彻斯特码（Manchester），其编码规则之一是：0 01（零相位的一个周期的方波）；110（π相位的一个周期的方波）。
例如：代码： 1 1 0 0 1 0 1双相码： 10 10 01 01 10 01 10这种码既能提取足够的定时分量，又无直流漂移，编码过程简单。
但带宽要宽些。
⑧CMI码CMI码的全称是传号反转码，其编码规则如下：信息码中的“1”码交替用“11”和“00”表示，“0”码用“01”表示。
例如：代码： 1 1 0 1 0 0 1 0CMI码： 11 00 01 11 01 01 00 01这种码型有较多的电平跃变，因此，含有丰富的定时信息。
该码已被ITU-T推荐为PCM四次群的接口码型。
在光纤传输系统中有时也用CMI码作线路传输码型。
实验-CMI码型变换实验
实验-CMI码型变换实验实验CMI码型变换实验一、实验原理和电路说明在实际的基带传输系统中，并不是所有码字都能在信道中传输。
例如，含有丰富直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输，因为它有可能造成信号严重畸变。
同时，一般基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取收定时信号，而收定时信号却又依赖于传输的码型，如果码型出现长时间的连“0”或连“1”符号，则基带信号可能会长时间的出现0电位，从而使收定时恢复系统难以保证收定时信号的准确性。
实际的基带传输系统还可能提出其他要求，因而对基带信号也存在各种可能的要求。
归纳起来，对传输用的基带信号的主要要求有两点：1、对各种代码的要求，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；2、对所选码型的电波波形要求，期望电波波形适宜于在信道中传输。
前一问题称为传输码型的选择；后一问题称为基带脉冲的选择。
这是两个既有独立性又有互相联系的问题，也是基带传输原理中十分重要的两个问题。
传输码（传输码又称为线路码）的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。
在较为复杂的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性：1、能从其相应的基带信号中获取定时信息；2、相应的基带信号无直流成分和只有很小的低频成分；3、不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；4、尽可能地提高传输码型的传输效率；5、具有内在的检错能力，等等。
满足或部分满足以上特性的传输码型种类繁多，主要有：CMI码、AMI、HDB3等等，下面将主要介绍CMI码。
根据CCITT建议，在程控数字交换机中CMI 码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型。
在CMI码模块中，完成CMI的编码与解码功能。
CMI编码规则见表4.2.1所示：表4.2.1 CMI的编码规则输入码字编码结果0 011 00/11交替表示因而在CMI编码中，输入码字0直接输出01码型，较为简单。
对于输入为1的码字，其输出CMI码字存在两种结果00或11码，因而对输入1的状态必须记忆。
基带传输的常用码型
常见的线路码型有以下几种：
信息代码： 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1
AMI码
(Bipolar RZ)
HDB3码
+V
&码)
编码规则: 遇数字‘1’ 正负电平交替；遇数字‘0’ 为0电平。 实际上是把二进制脉冲序列变为三电平的符号序列。
优点：极性交替反转，所以无直流分量（包括在“1”、“0” 码不等概率情况下）。
缺点：可能出现长的连0串，会造成提取定时信号的困难。
2. 三阶高密度双极性码(HDB3)
HDB3码是在AMI码基础上为克服长连“0”码而改进 的一种码型。
编码规则：
（1）先把信息代码变成AMI码；
（2）当出现4个或4个以上连0码时，则在第4个0码处添 加脉冲，称为破坏脉冲，用V表示。
（3）为保证无直流，V脉冲应正负交替插入；为此当相 邻V码间有偶数个“1”时，将后面的连“0”串中的第1 个“0”编码为B符号，B符号的极性与前一非“0”码的 极性相反，而B符号后的V码与B符号的极性相同.
3. CMI码
编码规则： “1”码交替用“00”和“11”表示；“0”码用“01”
表示。
4. 数字双相码（ Manchester）码
每个码元用两个连续极性相反的脉冲来表示。如 “1”码用正、负脉冲表示，“0”码用负、正脉冲表示。
现代通信原理
现代通信原理
基带传输的常用码型
数字基带信号通常是在电缆线路中传输，为了克服传 输损耗，对传输码型的选择主要考虑以下几点： (1) 码型中无直流分量; 低频、高频分量尽量少； (2) 码型中应包含定时信息， 以便定时提取； (3) 码型变换设备要简单可靠； (4) 码型具有一定检错能力； (5)尽可能提高线路码的编码效率，即提高传输效率。
实验1 基带信号的常用码型变换实验
实验1 基带信号的常用码型变换实验一、实验目的1．熟悉RZ 、BNRZ 、BRZ 、CMI 、曼彻斯特、密勒码型变换原理及工作过程；2．观察数字基带信号的码型变换测量点波形；二、实验仪器1．AMI/HDB3编译码模块，位号：F （实物图片如下）2．时钟与基带数据发生模块，位号：G3．20M 双踪示波器1台4．信号连接线3根三、实验工作原理（一）基带信号及其常用码型变换在实际的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性：1) 相应的基带信号无直流分量，且低频分量少；2) 便于从信号中提取定时信息；3) 信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰；4) 不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；5) 编译码设备要尽可能简单。
1.1 单极性不归零码（NRZ 码）单极性不归零码中，二进制代码“1”用幅度为E 的正电平表示，“0”用零电平表示，单极性码中含有直流成分，而且不能直接提取同步信号。
0000E +1111 图1-1 单极性不归零码1.2 双极性不归零码（BNRZ 码）二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正负电平表示，当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。
10111000E +E-0图 1-2 双极性不归零码1.3 单极性归零码（RZ 码）单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码元间隔，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
单极性码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。
00001111E +0图 1-3 单极性归零码1.4 双极性归零码（BRZ 码）它是双极性码的归零形式，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
00001111E +0E-图 1-4 双极性归零 1.5 曼彻斯特码曼彻斯特码又称为数字双相码，它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。
编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示。
数字基带信号的码型
5.数字双相码
编码规则：用一个周期的方波表示二进制信号“1”，
而用它的反相波形表示“0” 。 特点：频谱中存在很强的定时分量，不受信源统计特 性的影响，而且不存在直流分量。这些优点是用频带 加倍来换取的。
6.传号反转码（CMI）
编码规则：二进制信号中的“1” 交替地用“11”和“00”
表示；“0”码则固定地用“01”表示。
HDB3码的编码虽然比较复杂，但译码却比较简单。 从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V，于是也断 定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4个连 0码，再将所有-1变成+1后便得到原消息代码。 代码： 1 000 0 1 AMI码： -1 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 -V +1 HDB3码：-1 0 0 0 -V +1 000 0 1 0 0 0 0 -l 0 0 0 +V -1 0 0 0 +V -1 1 000 0 1 1 +l 0 0 0 0 -1 +1 +l 0 0 0+V -1 +1 +l -B 0 0-V +1 -1
特点：没有直流分量；有频繁出现的波形跳变，便于恢复
定时信号；而且具有检错能力。
7.密勒码
编码规则：用码元周期中点出现跳变表示“1”，否
则表示“0”；但当出现连续“0”时，则在前一个 “0”结束（后一个“0”开始）时出现电平跳变。 特点：Miller码脉冲宽度最大为两个码元周期，最 小为一个码元周期，可以检测传输误码或线路故障。
3、不具备内在的检测错误能力。
4.差分码
编码规则：二进制信号“1”、“0”分别用电平跳变或不
变表示。以电平跳变表示“1”，则称为传号差分码。以电 平跳变表示“0”，则称为空号差分码。 由于差分码中只具有相对意义，所以又称相对码。 特点：可以消除设备初始状态的影响，在相位调制系统中 可用于解决载波相位模糊问题。
数字基带信号的码型实验(含总结)
实验报告20 年度春季学期数字通信原理课程名称实验一数字基带信号的码型实验名称实验1实验名称：数字基带信号码型实验目的：学会使用MATLAB，绘制基本的基带信号码型，分析其功率谱。
实验要求：1.绘制信息为11001011的常用码型（单极性不归零码、双极性不归零码、单极性归零码、双极性不归零码和差分曼彻斯特码）2.画出双极性信号的功率谱密度。
实验过程：首先我先从网上下载、安装了MATLAB，并熟悉了一下基本的操作方法，然后跟着老师给我们的实验指导书以及实验的PPT一步一步的进行了操作。
第一，我利用编写的代码绘制了单极性不归零码的码型第二，我绘制了双极性不归零码，将单极性不归零代码里的y((i-1)*t0+j)=0;中的0改为-1。
第三，我绘制了单极性归零码第四，我绘制了双极性归零码第五，我绘制了差分曼彻斯特码第六，我学会了绘制功率谱密度图像，并绘制出了双极性归零码的功率谱密度图像。
实验小结其实我下载MATLAB这个软件已经很久了，但是一直都没有真正的去使用过它，也可以说其实这个软件完全成为了我的电脑中的“僵尸软件”。
但是通过数据通信的这个实验虽然没有对这个软件达到精通的程度，但却让我真正学到了如何使用这个软件，也从另一个方面像我介绍了这个软件。
在实验中我也碰到了很多的困难，例如一开始不知道在哪里打代码而老师给的教学PPT也只是针对这我们实验室的电脑，所以我又自己上网找了一些学习的资料来辅助我学习使用这款软件。
虽然遇到了种种困难但最后还是在磕磕碰碰中完成了这次的实验并且我认为这次实验真的让我收获了很多课堂上不能学到的知识，增强了我对与课本上的知识的理解程度。
所以在实验下课时，我们都久久没有回过神来，恋恋不舍的离开了实验室，大家还在边走边讨论自己在实验时所遇到的困难，这种学习氛围我认为是上课所达不到的。
期待下一次的实验。
基带信号的常见码型实验代码
基带信号的常见码型实验代码基带信号的常见码型实验代码基带信号是指没有经过调制的信号，通常是模拟信号。
在数字通信中，为了传输数字信息，需要将数字信号转换成基带信号，并进行调制。
常见的基带码型有矩形脉冲、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码、Miller编码等。
本文将介绍这些基带码型的实验代码。
1. 矩形脉冲矩形脉冲是一种最简单的基带码型，其波形为一段宽度为T的方波。
在MATLAB中，可以使用以下代码生成矩形脉冲：t = linspace(0, 1, 1000);x = square(2*pi*t);其中linspace函数用于生成0到1之间1000个等间距的数值，square函数用于生成矩形波。
2. 曼彻斯特编码曼彻斯特编码是一种常用的基带码型，其波形由两个相反极性的方波组成。
在MATLAB中，可以使用以下代码生成曼彻斯特编码：t = linspace(0, 1, 1000);x = zeros(1, length(t));for i=2:length(t)if sin(4*pi*t(i)) > sin(4*pi*t(i-1))x(i) = 1;elsex(i) = -1;endend其中，使用sin函数生成一个频率为4Hz的正弦波，并通过比较相邻两个时刻的正弦值来确定输出的方向。
3. 差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码是一种改进的曼彻斯特编码，其波形由两个相反极性的方波组成，但是在每个位周期的中间点处发生变化。
在MATLAB 中，可以使用以下代码生成差分曼彻斯特编码：t = linspace(0, 1, 1000);x = zeros(1, length(t));for i=2:length(t)if sin(4*pi*t(i)) > sin(4*pi*t(i-1))if i > length(t)/2x(i) = -x(i-1);elsex(i) = x(i-1);endelseif i > length(t)/2x(i) = x(i-1);elsex(i) = -x(i-1);endendend其中，通过比较相邻两个时刻的正弦值来确定输出的方向，并在每个位周期的中间点处发生变化。
实验三 AMI
实验三 AMI/HDB3码型变换预习报告一、实验原理1．A MI码AMI码的全称是传号交替反转码。
这是一种将消息代码0（空号）和1（传号）按如下规则进行编码的码：代码的0仍变换为传输码的0，而把代码中的1交替地变换为传输码的+1、–1、+1、–1…由于AMI码的传号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。
由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。
由AMI码的编码规则看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，即把一个二进制符号变换成一个三进制符号。
把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为1B/1T码型。
AMI码除有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观察误码情况等优点，它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。
但是，AMI码有一个重要缺点，即接收端从该信号中来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串，因而会造成提取定时信号的困难。
2．H DB3码HDB3码是一种有代表性的改进AMI码，它保持了AMI码的优点，同时也克服了其缺点。
HDB3码的全称是三阶高密度双极性码。
它的编码原理是这样的：先把消息代码变换成AMI码，然后去检查AMI码的连0串情况，当没有4个以上连0串时，则这时的AMI码就是HDB3码；当出现4个以上连0串时，则将每4个连0小段的第4个0变换成与其前一非0符号（＋1或–1）同极性的符号。
显然，这样做可能破坏“极性交替反转”的规律。
这个符号就称为破坏符号，用V符号表示（即+1记为+V, –１记为–V）。
为使附加V符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性，还必须保证相邻V符号也应极性交替。
这一点，当相邻符号之间有奇数个非０符号时，则是能得到保证的；当有偶数个非0符号时，则就得不到保证，这时再将该小段的第1个0变换成+B或–B符号的极性与前一非0符号的相反，并让后面的非0符号从V符号开始再交替变化。
实验三AMI和HDB3码
实验三 AMI、HDB3编译码综合实验一、实验目的了解由二进制单极性码变换为AMI码HDB3码的编码译码规则，掌握它的工作原理和实验方法。
二、实验内容1．伪随机码基带信号实验2．AMI码实验① AMI码编码实验② AMI码译码实验③ AMI码位同步提取实验3．HDB3编码实验4．HDB3译码实验5．HDB3位同步提取实验6．AMI和HDB3位同步提取比较实验7．HDB3码频谱测量实验8．书本上的HDB3码变化和示波器观察的HDB3码变化差异实验三、基本原理:PCM信号基带传输线路码型PCM信号在电缆信道中传输时一般采用基带传输方式，尽管是采用基带传输方式，但也不是将PCM编码器输出的单极性码序列直接送入信道传输，因为单极性脉冲序列的功率谱中含有丰富的直流分量和较多的低频分量，不适于直接送人用变压器耦合的电缆信道传输，为了获得优质的传输特性，一般是将单数性脉冲序列进行码型变换，以适应传输信道的特性。
(一)传输码型的选择在选择传输码型时，要考虑信号的传输信道的特性以及对定时提取的要求等。
归结起来，传输码型的选择，要考虑以下几个原则:1．传输信道低频截止特性的影响在电缆信道传输时，要求传输码型的频谱中不应含有直流分量，同时低频分量要尽量少。
原因是PCM端机，再生中继器与电缆线路相连接时，需要安装变压器，以便实现远端供电(因设置无人站)以及平衡电路与不平衡电路的连接。
图3一1是表示具有远端供电时变压器隔离电源的作用，以保护局内设备。
由于变压器的接入，使信道具有低频截止特性，如果信码流中存在直流和低频成分，则无法通过变压器，否则将引起波形失真。
2．码型频谱中高频分量的影响一条电缆中包含有许多线对，线对间由于电磁辐射而引起的串话是随着频率的升高而加剧，因此要求频谱中高频分量尽量少，否则因串话会限制信号的传输距离或传播容量。
3．定时时钟的提取码型频谱中应含有定时时钟信息，以便再生中继器接收端提取必需的时钟信息。
数字基带传输常用码型
差分码：不是用脉冲的绝对电平来表示“0” 码和“1”码，而是利用相邻前后码元电平的 相对变化来传送信息。分为“1”差分码和 “0”差分码两种。 特点：当传输系统中某些环节引起基带信 号反相时，也不会影响接收的结果，多用 于数字相位调制。
双极性不归零码：用正电平表示“1”码，用 负电平表示“0”码，正和负的幅值相等 。 特点：不含直流分量；抗干扰性能好；但 不能直接提取同步信息。
单双极性归零码：使用了正、负和零三个电平， 信号本身携带同步信息，解决了同步问题。缺点 是编码一个比特，需要两次信号变化，增加了占 用带宽，且线路上的平均电压值还不为零。
三元码
三元码是指利用信号幅度的三种取值+1、0、 -1来表示二进制数“1”和“0”。
AMI码（传号交替反转码）
编码规则： （0称为空号，1称为传号） 0变为传输码0 1交替变为传输码+1、-1、+1、-1 例：1001100011→ +100-1+1000-1+1 特点： 1) 统计上无直流（+1-1交替）、低频成分小 2) 进行了二进制→三进制变化，即1B/1T码型 3) 编/译码电路简单 4) 便于观察误码（+1、-1不交替） 5) 缺点：可能出现长的0串，提取定时信号困难
编码： “1”用码元持续中心点跃变表示， 即：01或10，但保持边沿不跃变 单个0：不跃变，且相邻码元边界也不跃变 “0” 00 例： 两个0：第2个0边界跃变，即： 或11
二进制
1
10 01
1
10 10
0
01 00
1
10 01
0
01 11
通信原理实验报告（8份）
通信原理实验报告(8份)姓名：学号：通信原理实验报告姓名：姓名：学号：实验一HDB3码型变换实验一、实验目的了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。
掌握HDB3码的编译规则。
了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。
二、实验器材主控&信号源、2号、8号、13号模块双踪示波器连接线三、实验原理1、HDB3编译码实验原理框图各一块一台若干姓名：学号：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、实验步骤姓名：学号：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。
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】。
将模块13的开关S3分频设置拨为0011，即提取512K同步时钟。
姓名：学号：3、此时系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。
4、实验操作及波形观测。
通信原理实验,码型变换,移相键控调制与解调,眼图,抽样定理,.
实验一码型变换实验一、基本原理在数字通信中, 不使用载波调制装置而直接传送基带信号的系统, 我们称它为基带传输系统,基本结构如图所示。
干扰基带传输系统的基本结构基带信号是代码的一种电表示形式。
在实际的基带传输系统中, 并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。
对传输用的基带信号的主要要求有两点:(1对各种代码的要求,期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型; (2 对所选码型的电波形要求, 期望电波形适宜于在信道中传输。
AMI :AMI 码的全称是传号交替反转码。
这是一种将信息代码 0(空号和 1(传号按如下方式进行编码的码:代码的 0仍变换为传输码的 0, 而把代码中的 1交替地变换为传输码的 +1, -1, +1, -1,……。
HDB3:HDB 3码是对 AMI 码的一种改进码,它的全称是三阶高密度双极性码。
其编码规则如下:先检察消息代码(二进制的连 0情况,当没有 4个或 4个以上连 0串时,按照 AMI 码的编码规则对信息代码进行编码; 当出现 4个或 4个以上连 0串时, 则将每 4个连 0小段的第 4个 0变换成与前一非 0符号 (+1或 -1 同极性的符号, 用V 表示 (即 +1记为 +V, -1记为 -V ,为使附加 V 符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性,还必须保证相邻 V 符号也应极性交替。
当两个相邻 V 符号之间有奇数个非 0符号时,用取代节“ 000V ” 取代 4连 0信息码; 当两个相邻 V 符号间有偶数个非 0符号时, 用取代节“ B00V ” 取代 4连 0信息码。
CMI :CMI 码是传号反转码的简称,其编码规则为:“ 1”码交替用“ 11”和“ 00”表示; “ 0”码用“ 01”表示。
BPH :BPH 码的全称是数字双相码,又称 Manchester 码,即曼彻斯特码。
它是对每个二进制码分别利用两个具有 2个不同相位的二进制新码去取代的码,编码规则之一是: 0→ 01(零相位的一个周期的方波1→ 10(π相位的一个周期的方波二、实验结果CMIBPHHDB3 AMI三、结果分析各码型波形如上所示, 我们发现许多波形产生了不同程度的畸变, 表现是幅值不是单一的水平线, 而成了曲线。
通信原理实验报告(河南农业大学理学院)
通信原理实验报告班级：姓名：学号：指导老师：完成日期：实验一AMI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AMI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、AMI编译码实验原理框图AMI编译码实验原理框图2、实验框图说明AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。
实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到AMI-A1和AMI-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到AMI 编码波形。
AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。
实验框图中译码过程是将AMI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AMI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AMI编译码规则。
1、关电，按表格所示进行连线。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【AMI编译码】→【256K 归零码实验】。
将模块13的开关S3分频设置拨为0011，即提取512K同步时钟。
3、此时系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。
（1）用示波器分别观测编码输入的数据TH3和编码输出的数据TH11(AMI输出)，观察记录波形，有数字示波器的可以观测编码输出信号频谱，验证AMI编码规则。
注：观察时注意码元的对应位置。
（2）用示波器对比观测编码输入的数据和译码输出的数据，观察记录AMI译码波形与输入信号波形。
思考：译码过后的信号波形与输入信号波形相比延时多少？编译码延时小于3个码元宽度实验项目二AMI编译码（256KHz非归零码实验）概述：本项目通过观测AMI非归零码编译码相关测试点，了解AMI编译码规则。
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】。
基带信号的常见码型变换实验
基带信号的常见码型变换实验实验2 基带信号的常见码型变换实验⼀、实验⽬的1．熟悉RZ、BNRZ、BRZ、CMI、曼彻斯特、密勒、PST 码型变换原理及⼯作过程；2．观察数字基带信号的码型变换测量点波形。
3. 掌握本模块中数字信号的产⽣⽅法，了解ALTERA 公司的CPLD 可编程器件EPM240；4．了解本模块在实验系统中的作⽤及使⽤⽅法；⼆、实验仪器1．时钟与基带数据发⽣模块，位号：G2．20M 双踪⽰波器1 台三、实验⼯作原理在实际的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性：1) 相应的基带信号⽆直流分量，且低频分量少；2) 便于从信号中提取定时信息；3) 信号中⾼频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰；4) 不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；5) 编译码设备要尽可能简单1.1 单极性不归零码（NRZ 码）单极性不归零码中，⼆进制代码“1”⽤幅度为的正电平表⽰，“0”⽤零电平表⽰，单极性码中含有直流成分，⽽且不能直接提取同步信号。
1.2 双极性不归零码（BNRZ 码）⼆进制代码“1”、“0”分别⽤幅度相等的正负电平表⽰，当⼆进制代码“1”和“0” 等概出现时⽆直流分量。
1.3 单极性归零码（RZ 码）单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度⼩于码元间隔，每个码元脉冲在下⼀个码元到来之前回到零电平。
单极性码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。
1.4 双极性归零码（BRZ 码）它是双极性码的归零形式，每个码元脉冲在下⼀个码元到来之前回到零电平。
1.5 曼彻斯特码曼彻斯特码⼜称为数字双相码，它⽤⼀个周期的正负对称⽅波表⽰“0”，⽽⽤其反相波形表⽰“1”。
编码规则之⼀是：“0”码⽤“01”两位码表⽰，“1”码⽤“10”两位码表⽰。
例如：消息代码：1 1 0 0 1 0 1 1 0…曼彻斯特码：10 10 01 01 10 01 10 10 01…曼彻斯特码只有极性相反的两个电平，因为曼彻斯特码在每个码元中期的中⼼点都存在电平跳变，所以含有位定时信息，⼜因为正、负电平各⼀半，所以⽆直流分量。
通信原理课程教案-实验三-AMI-HDB3-编译码过程实验
实验3 AMI / HDB3编译码过程实验(理论课:教材第六章P132--142）实验内容1.AMI/HDB3码型变换编码观察实验2.AMI/HDB3码型变换译码观察实验一、实验目的编译码的工作过程。
1.熟悉AMI / HDB3码型变换编译码电路的测量点波形。
2.观察AMI / HDB3码型变换的规则3.掌握AMI/HDB3二、AMI / HDB3码型变换编译码原理回顾数字传输系统中，传输的数字信息可以是计数机、数传机等数据终端的各种数字代码，也可以是来自模拟信号经数字化处理的脉冲编码（PCM）信号。
在原理上，数字信息可以直接用数字代码序列表示和传输，但在实际传输中，一般要进行不同形式的编码，并且选用一组取值有限的离散波形来表示。
这些取值离散的波形可以是未经调制的电信号，也可以是调制后的信号。
1数字基带信号：未经调制的数字信号就是基带信号（频带从0频或很低的频率开始）它是数字信息的电波形表示，可以用不同的电平或脉冲来表示相应的消息代码。
数字基带传输系统：不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统称为数字基带传输系统数字基带信号的类型有很多，有：单极性波形、双极性波形、单极性归零波形、双极性归零波形、差分波形、多电平波形等。
数字基带传输系统常用的几种传输码型。
AMI码就是其中一种码型。
1、AMI码原理与编码规则AMI码的全称是传号交替反转码。
是将消息代码“1”（传号）交替地变换为“+1”和“—1”而“0”（空号）保持不变AMI码对应的波形是具有正、负、零三种电平的脉冲序列。
他可以看成是单极性波形的变形，即“0”仍对应零电平，而“1”交替对应正、负电平。
由于AMI码的信号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。
由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。
2从AMI码的编码规则看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，而且也是一个二进制符号变换成一个三进制符号。
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信息院 14电本
基带信号的常见码型变换实验
一、实验目的
1．熟悉RZ 、BNRZ 、BRZ 、CMI 、曼彻斯特、密勒、PST 码型变换原理及工作过程； 2．观察数字基带信号的码型变换测量点波形。
二、实验仪器
1．时钟与基带数据发生模块，位号：G 2．20M 双踪示波器1台
三、实验工作原理
在实际的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性： 1) 相应的基带信号无直流分量，且低频分量少； 2) 便于从信号中提取定时信息；
3) 信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰； 4) 不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化； 5) 编译码设备要尽可能简单 1.1 单极性不归零码（NRZ 码）
单极性不归零码中，二进制代码“1”用幅度为E 的正电平表示，“0”用零电平表示，单极性码中含有直流成分，而且不能直接提取同步信号。
0000
E
+1111
图16-1 单极性不归零码
1.2 双极性不归零码（BNRZ 码）
二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正负电平表示，当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。
10111000E
+E
-0
图 16-2 双极性不归零码
1.3 单极性归零码（RZ 码）
单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码元间隔，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
单极性码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。
0000
1111E
+0
图 16-3 单极性归零码
1.4 双极性归零码（BRZ 码）
它是双极性码的归零形式，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
0000
1111E
+0E
-
图 16-4 双极性归零码
1.5 曼彻斯特码
曼彻斯特码又称为数字双相码，它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。
编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示。
例如：
消息代码： 1 1 0 0 1 0 1 1 0… 曼彻斯特码：10 10 01 01 10 01 10 10 01…
曼彻斯特码只有极性相反的两个电平，因为曼彻斯特码在每个码元中期的中心点都存在电平跳变，所以含有位定时信息，又因为正、负电平各一半，所以无直流分量。
0000
1111E
+E
-0
图 16-5 曼彻斯特编码
1.6 CMI 码
CMI 码是传号反转码的简称，与曼彻斯特码类似，也是一种双极性二电平码，其编码规则：
“1”码交替的用“11“和”“00”两位码表示； “0”码固定的用“01”两位码表示。
例如：
消息代码：1 0 1 0 0 1 1 0… CMI 码： 11 01 00 01 01 11 00 01… 或： 00 01 11 01 01 00 11 01…
0000
111
1E
+E
-0
图 16-6 CMI 码
1.7 密勒码
米勒（Miller ）码又称延迟调制码，它是双向码的在一种变形。
它的编码规则如下：
“1”码用码元间隔中心点出现跃变来表示，即用“10”或“01”表示。
具体在选择“10”或“01”编码时需要考虑前一个码元编码的情况，如果前一个码元是“1”，则选择和这个“1”码相同的编码值；如果前一个码元为“0”，则编码以边界不出现跳变为准则，如果“0”编码为“00”，则紧跟的“1”码编码为“01”，如果“0”编码为“11”，则紧跟的“1”码编码为“10”。
“0”码则根据情情况选择用“00”或“11”表示。
具体在选择“00”或“11”编码时需要考虑前一个码元编码的情况，如果前一个码元为“0”，则选择和这个“0”码不同的编码值；如果前一个码元为“1”，则编码以边界不出现跳变为准则，如果“1”码编码为“01”，则紧跟的“0”码编码应为“11”,如果“1”码编码为“10”，则紧跟的“0”码编码应为“00”。
具体编码示例如下： 例如：
消息代码：1 1 0 1 0 0 1 0… 密勒码： 10 10 00 01 11 00 01 11… 或： 01 01 11 10 00 11 10 00…
10111
00
E
+E
-0
图 16-7 密勒编码
1.8 成对选择三进码（PST 码）
PST 码是成对选择三进码，其编码过程是：先将二进制代码两两分组，然后再把每一码组编码成两个三进制码字（＋、－、0）。
因为两个三进制数字共有9种状态，故可灵活的选择其中4种状态。
表格 1列出了其中一种使用广泛的格式，编码时两个模式交替变换。
表格 1 PST 码
PST 码能够提供的定时分量，且无直流成分，编码过程也简单，在接收识别时需要提供“分组”信息，即需要建立帧同步，在接收识别时，因为在“分组”编码时不可能出现00、++和—的情况，如果接收识别时，出现上述的情况，说明帧没有同步，需要重新建立帧同步。
例如：
消息代码：01 00 11 10 10 11 00... PST 码： 0+ -+ +- -0 +0 +- -+... 或:： 0- -+ +- +0 -0 +- -+ 0
11
1
111100000
0图
16-8 PST 码
四、实验设置
1．拨码器4SW01、4SW02（时钟与基带数据发生模块）使用说明：
（1）4SW01为8比特基带信号设置开关，每位拨上为1，拨下为0。
如下图设置：
即表示为11100110的数字基带信号。
（2）4SW02为系统功能设置开关，每位拨上为1，拨下为0，设置不同码型，详细设置见表格5：
表格 2 4SW02开关码型选择表
注：第2位，X=0时基带数据为4SW01拨码器设置数据，X=1时基带数据为15位m 序列，设置的基带数据可以在4P01铆孔测试。
（3）码型变换内部结构组成框图如下图（4TP01为编码输出，4TP02为编码时钟）。
4SW01: 上上上下下上上下
4SW02
图16-9码型变换内部结构组成框图
五、实验步骤
1．在关闭系统电源的条件下，“时钟与基带数据产生器模块”插到底板插座上（位号为： G ），具体位置可见底板右上角的“实验模块位置分布表”。
本模块的CPLD 中集成了数字基带信号的码型的各种变换功能。
2．打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。
若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
3．根据前面介绍，设置不同的基带数据和编码类型，用示波器观测4TP01测量点码型变换后的波形，并与4P01（变换前）的波形进行比较。
输入基带信号：11100110
当4SW02开关码型选择RZ （10000）时：
当4SW02开关码型选择BRZ（10010）时：
当4SW02开关码型选择曼彻斯特码型（10100）时：
当4SW02开关码型选择密勒码型（10101）时：
当4SW02开关码型选择PST时（10110）：
4．实验完毕关闭电源，整理好实验器件。