通信原理硬件实验报告

通信原理硬件实验报告

实验一

一、实验名称

数字基带信号实验(AMI/HDB3)

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AMT码及整流后的HDB3码

2、用示波器观察从HDB3/AMIT码中提取位同步信号的波形

3、用示波器观察HDB、AMI 译码输出波形

三、实验基本原理

本实验使用数字信源模块(EL-TS-M6) AMI/HDB编译码模块(EL-TS-M6).

1、数字信源

本模块是整个实验系统的发终端。本单元产生NROZ信号，信号码速率约为170. 5KB，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110010101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。

2、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，判诀门限为半幅电平。

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，判诀门限为零电平。

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”码发负的窄脉神，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，据根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。

3、AMI、HDB3码特点：

a.AMI码：我们用“0”和“1”代表传号和空号。AMI 码的编码规则是“0”码不变，“1” 码则交替地转换为+ 1和一1。当码序列是100100011101时，AMI 码就变为: + 100- 1000+1-1+10-1。这种码型交替出现正、负极脉冲，所以没直流分量，低频分量也很少，，AMI 码的能量集中于f0/2处(f0为码速率)。

信息代码: 1001100011 1...

AMI码: +1 0 0-1+1 0 0 0-1+1-1,..

由于AMI码的传号交替反转，故由于它决定的基带信号将出现正负脉神交替，而0电位保持不变的规律。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。

除了上述特点以外，AMI码还有编译码电路简单以及便于观察误码情况等优点，它是以种基本的线路码，在高密度信息流得数据传输中，得到广泛采用。但是，AMI 码有一个重要缺点，即当它用来获取定时信息时，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。

b.HDB3码

HDB3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:

用B脉冲来保证任意两个相连取代节的V脉冲间“1”的个数为奇数。当相邻v脉冲间“1”码数为奇数时，则用“000V”取代，为偶数个时就用“BOOV” 取代。在V脉冲后面的“1”码和B码都依v脉冲的极性而正负交替改变。为了讨论方便，我们不管“0”码，而把相邻的信码“1”和取代节中的B码用B1B2 ..... Bn表示，Bn 后面为v,选取“000V”或“B00V”来满足Bn的n为奇数。当信码中的“1”码依次出现的序列为VB1B2B3... BnVB1时，HDB3 码为+- +-... --+或为-+一+... ++一。由此看出，v脉冲是可以辩认的，这是因为Bn和其后出现的V有相同的极性，破坏了相邻码交替变号原则，我们称v脉冲为破坏点，必要时加取代节BOoV,保证n永远为奇数，使相邻两个V码的极性作交替变化。由此可见，在HDB3码中。相邻两个v码之间或是其余的“1”码之间都符合交替变号原则，而取代码在整修

码流中不符合交替变号原则。经过这样的变换，既消除了直流成分，又避免了长连“0”时位定时不易恢复的情况，同时也提供了取代信息。

例如:

代码: 100001000011000011

AMI码: -10000+10000-1+1 0000 -1 +1

HDB3码:-1000-V+1000+V-1+1-B00-V+1-1

HDB3码的特点是明显的，它除了保持AMI码的优点外，还增加了使连0串减少到至多3个的优点，而不管信息源的统计特性如何。这对于定时信号的恢复是十分有利的。HDB3 码是CCITT推荐使用的码型之一。

四、实验步骤

1、熟悉信源模块和HDB3/M编译码模块的工作原理。

2、插上模块(EL-TS-M6),打开电源。用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形，用FS作为示波器的外同步信号，进行下列观察:

(1)示波器的两个通道探头分别接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码对应的发元管熄；(2)用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。

3、关闭电源。将数字信源模块的NRZ-OUT和BS-OUT用导线分别连接到HDB3/AMI编译码模块的NRZ-IN和BS-IN上,将(AMI)HDB3-OUT和(AMI)HDB3-IN连接。打开电源，用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。

用信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号。

(1)示波器的两个探头CHI和CH2分别接NRZ-OUT和(AMI ) HDB3-OUT,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码和HDB3码。观察AMI码时将开关K320置于A端，观察HDB3码时将K320置于H端，观察时应注意编码输出(AMI)HDB-OUT比输入NRZ -OUT延迟了4个码元。

(2)将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的AMI 码和HDB3码。

(3)将K1. K2、K3置于任意状态，K30置A或H端，将(AMI) HDB3-OUT和(AMI) HDB3-IN相连，将CH1接NRZ-OUT, CH2分别接(AMI)HDB3-D和NRZ-IN.观察波形。观察时应注意:

●NRZ-OUT信号(译码输出)滞后于NRZ-IN信号(编码输入) 8个码元。

●AMI HDB3码是占空比等于0.5的双极性归零码，AMI-D. HDB3-D是占空比等于

0.5。

五、实验结果及分析

示波器显示HDB3码，可见对应每一符号都有零电位的间隙产生；

观察得到各种NRZ码，即单极性非归零码；

示波器观测得到的延时8个码元的波形；