哈工程通信原理硬件实验一

实验报告

哈尔滨工程大学教务处制

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、实验步骤

本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。

1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线，打开电源开关。

2、用示波器观察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实验板任何位的

GND点均可，进行下列观察：（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×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、用示波器观察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，观察全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AMI码HDB3码。观察AMI码时将HDB3单元的开关K4置于A端，观察HDB3码时将K4置于H端，观察时应注意AMI、HDB3码是占空比于

0.5的双极性归零码。编码输出HDB3（AMI）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，K4先置A（AMI）端再置H （HDB3）端，CH1接信源单元的NRZ-OUT，

CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ ，观察这些信号波形。观察时应注意：HDB3单元的NRZ信号（译码输出）滞后于信源模块的NRZ-OUT 信号（编码输入）8个码元。DET是占空比等于0.5的单极性归零码。BPF信号是一个幅度和周期都不恒定的正弦信号，BS-R是一个周期基本恒定（等于一个码元周期）的TTL电平信号。信源代码连0个数越多，越难于从AMI码中提取位同步信号（或者说要求带通滤波的Q值越高，因而越难于实现），而HDB3码则不存在这种问题。本实验中若24位信源代码中连零很多时，则难以从AMI码中得到一个符合要求的位同步信号，因此不能完成正确的译码（由于分离参数的影响，各实验系统的现象可能略有不同。一般将信源代码置成只有1码的状态贯彻信号输出。若24位信源代码全为“0”码，则更不可能从AMI信号（亦是全0信号）得到正

确的位同步信号。

五、实验结果

步骤二 K1为01110010 K2为00110011 K3为01011000 现象

步骤3-（1）现象全1时

全0时

步骤3-（2）现象

ＡＭＩ码与HDB3码

六、思考题

1、根据实验观察和纪录回答：（1）不归零码和归零码的特点是什么？（2）与信源代码中的““1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同？为什么？

答：（1）不归零码的0电平和1电平宽度相等，归零码的0电平和1电平的宽度不相等，而且1电平的宽度小于0电平的宽度，即不归零码的占空比等于0.5而归零码的占空比小于0.5。（2）不一定。AMI码的全称是信号交替反转码，是通信编码中的一种，为极性交替翻转码，分别有一个高电平和低电平表示两个极性。编码规则:消息代码中的0 传输码中的0消息代码中的1 传输码中的+1、-1交替。HBD3码（的全称是三阶高密度双极性码，它是AMI码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。其编码规则：（1）检查消息码中连“0”的个数。当连“0”数目小于等于3时，HBD3码与AMI 码一样（“1”交替的变换为“+1”和“-1”，“0”保持不变）。（2）当连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为“B00V"称为破坏节，其中V 称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；（3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同（这破坏了极性交替的规则，所以V称破坏脉冲），并且要求相邻的V码之间极性必须交替。V的取值为“+1”或“-1”；（4）B的取值可选0、+1或-1，，以使V同时满足（3）中的两个要求；5）V码后面的传号码极性也要交替。例如：消息码： 1 000 0 1 000 0 1 1 000 0 000 0 1 1

AMI码： -1 000 0 +1 000 0 -1+1 000 0 000 0 -1+1

HDB3码：-1 000-V +1 000+V -1+1-B00-V +B00+V -1+1

其中的±B脉冲和±V脉冲与±1脉冲波形相同，用V或B表示的目的是为了示意其中的该非“0”码是由原信码的“0”变换而来的。

当相邻两个V码之间有奇数个“1”码时，能保证V码满足（3）的要求，B 取“0”；当相邻两个V码之间有偶数个“1”码时，不能保证V码极性交替，B 取“+1”或“-1”，B码的符号与前相邻“1”相反，而其后面的V码与B码极性相同。

2. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。

答：由HDB3的编码规则可知每一个破坏符号V总是前一非0符号同极性。即：从收到的序列中可以容易的找到破坏点V，于是也断定V符号及其前面的3个符号必须是连0符号，从而恢复4个连0码而将所有的-1变成+1后便得到原消息代码。