AMI和HDB3码型变换试验.
ami hdb3码编译码实验报告
ami hdb3码编译码实验报告AMI (Alternate Mark Inversion) 和 HDB3 (High Density Bipolar of Order 3) 码是一种常用的线路编码和解码方式，被广泛应用于数字通信系统中。
本实验报告将详细介绍AMI和HDB3码的编码和解码原理，并通过实验验证其正确性和可靠性。
一、实验目的本实验旨在通过编写AMI和HDB3码的编码和解码程序，加深对这两种编码方式的理解，并验证其在数字通信系统中的应用效果。
二、实验原理1. AMI码编码原理AMI码是一种基本的线路编码方式，它通过对二进制数据进行编码，使得连续的1和0之间交替出现正负电平。
具体编码规则如下：- 将二进制数据0编码为0电平；- 将二进制数据1编码为交替出现的正负电平。
2. AMI码解码原理AMI码的解码过程相对简单，只需要检测电平的正负即可。
具体解码规则如下：- 检测到正电平时，解码为二进制数据1；- 检测到负电平时，解码为二进制数据0。
3. HDB3码编码原理HDB3码是一种高密度双极性码，它通过对连续的0进行编码，实现数据的传输和时钟同步。
具体编码规则如下：- 将连续的0编码为连续的正负电平，其中正电平的个数取决于前一位的编码；- 当连续的0个数达到4个时，需要进行特殊处理，即通过插入一个“违例”来保持编码的高密度。
4. HDB3码解码原理HDB3码的解码过程较为复杂，需要根据前一位的编码和违例的位置进行判断。
具体解码规则如下：- 检测到正电平时，根据前一位的编码和违例的位置判断解码为0或1；- 检测到负电平时，根据前一位的编码和违例的位置判断解码为0或1。
三、实验步骤1. 编写AMI码的编码和解码程序，并进行测试。
首先生成一组随机的二进制数据，然后对其进行编码，并将编码结果输出。
接着将编码结果作为输入，进行解码，并将解码结果与原始数据进行比对，验证解码的正确性。
2. 编写HDB3码的编码和解码程序，并进行测试。
华南理工大学数字通信原理实验思考题参考答案
华南理工大学数字通信原理实验思考题参考答案第一篇：华南理工大学数字通信原理实验思考题参考答案AMI、HDB3码实验1、说明AMI码和HDB3码的特点，及其变换原则。
回答：AMI码的特点：1、无直流成分，低频成分也少，高频成分少，信码能量集中在fB/2处；2、码型有了一定的检错能力，检出单个误码；3、当连0数不多时可通过全波整流法提取时钟信息，但是连0数过多时就无法正常地提出时钟信息。
变换规则：二进码序列中“0”仍编为“0”；而二进码序列中的“1”码则交替地变为“+1”码及“-1”码。
HDB3码的特点：1、无直流成分，低频成分也少，高频成分少，信码能量集中在fB/2处；2、码型有了一定的检错能力，检出单个误码；3、可通过全波整流法提取时钟信息。
变换规则：(1)二进制信号序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码，二进制信号中“1”码，在HDB3码中应交替地成+1和-1码，但序列中出现四个连“0”码时应按特殊规律编码；(2)二进制序列中四个连“0”按以下规则编码：信码中出现四个连“0”码时，要将这四个连“0”码用000V或B00V取代节来代替(B和V也是“1”码，可正、可负)。
这两个取代节选取原则是，使任意两个相邻v脉冲间的传号数为奇数时选用000V取代节，偶数时则选用B00V取代节。
2、示波器看到的HDB3变换规则与书本上和老师讲的有什么不同，为什么有这个差别。
回答:示波器上看到的HDB3编码器的输出P22点的波形比书本上的理论上的输出波形要延时5个码位。
原因是实验电路中采用了由4个移位寄存器和与非门组成的四连零测试模块去检测二进制码流中是否有四连零，因此输出的HDB3码有5个码位的延时。
3、用滤波法在信码中提取定时信息，对于HDB3码要作哪些变换，电路中如何实现这些变换。
回答:首先，对HDB3码进行全波整流，把双极性的HDB3码变成单极性的归零码，这个在电路上是通过整流二极管实现的；然后，把归零码经晶体管调谐电路进行选频，提取时钟分量；最后，对提取的时钟分量进行整形来产生定时脉冲。
通信原理试验一 李马元
电子信息工程系实验报告课程名称：现代通信原理成绩：实验项目名称：实验一 HDB3码型变换实验实验时间：2012.5.14指导教师（签名）：班级：电信092 姓名：李马元学号：910706203一、实验目的:1、理解二进制单极性码变换为AMI码的编码规则，掌握它的工作原理和实现方法；2、理解二进制单极性码变换为HDB3码的编码规则，掌握它的工作原理和实现方法。
二、实验环境:HDB3码型变换实验模块；伪随机码发生器及误码仪；直流稳压电源 JWY-30-4；双踪同步示波器SR8；高频Q表；频谱分析仪；三、实验原理:1、传输码型在传输线路上通常采用AMI码和HDB3码。
1）、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-1。
当码序列是1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1时，AMI码就变为：+1 0 0 -1 0 0 0 +1 -1 +1 0 -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。
这种码的反变换也很容易，在再生信码时，只要将信号整流，即可将“-1”翻转为“+1”，恢复成单极性码。
这种码未能解决信码中经常出现的长连“0”的问题。
2）、HDB3码这是一种4连0取代码。
当没有4个以上连“0”码时，按AMI规则编码，当出现4个连“0”码时，以码型取代节“0 0 0 V”或“B 0 0 V”代替4连“0”码。
选用取代节的原则是：用B脉冲来保证任意两个相邻取代节的V脉冲间隔“1”的个数为奇数。
当相邻V 脉冲间“1”码数为奇数时，则用“0 0 0 V”取代，为偶数个数时就用“B 0 0 V”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“1”码和取代节中的B码用B1 B2……Bn表示，Bn后面为V，选取“0 0 0 V”或“B 0 0 V”来满足Bn的n 为奇数。
实验一 AMI码、HDB3码编译码实验
实验一AMI码、HDB3码编译码实验一、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、掌握HDB3码的编译规则。
二、实验原理1.AMI编译码实验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。
实验中是将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。
2、HDB3编译码实验HDB3译码需找到传号A，将传号和传号前3个数都清0。
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。
三、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、连接线若干四、实验步骤AMI编译码连线归零码实验S3 00111.示波器分别观测编码输入的数据TH3和TH11验证AMI编码规则2. 保持数据TH3的通道不变，测量中间测试点TP5\TH6观察基带码元的奇偶数位的变换波形。
3. 用示波器观测TP9和TP11观察比较恢复出的位时钟波形与原始位时钟信号的波形。
AMI码对连0信号的编码、直流分量以及时钟信号提取观测S3 0011模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置为111100001.示波器观测模块8的TH3和TH112. 模块2的开关S1、S2、S3、S4拨为00000000 00000000 00000000 00000011观察。
模块2的拨动开关置为00111111 11111111 11111111 11111111，观察拨码过程中编码输入数据和编码输出数据波形的变化情况。
3.将模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置0，观察记录波形再将模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置1，观察记录波形。
《通信原理实验》AMI、HDB3等实验报告
《通信原理》实验报告一、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、掌握HDB３码的编译规则。
4、了解滤波法位同步在码变换过程中的作用。
二、实验器材1、主控&信号源模块，2号、3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2、HDB3编译码实验原理框图四、实验步骤实验项目一AMI编译码（归零码实验）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。
时域波形：编码输出信号频谱：注：CH1（上面的波形）为编码输入的数据，CH2（下面的波形）为编码输出的数据。
2、保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP5（AMI-A1），观察基带码元的奇数位的变换波形。
注：CH1（上面的波形）为编码输入的数据，CH2（下面的波形）为AMI-A1。
3、保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP6（AMI-B1），观察基带码元的偶数位的变换波形。
注：CH1（上面的波形）为编码输入的数据，CH2（下面的波形）为AMI-B1。
4、用示波器减法功能观察AMI-A1与AMI-B1相减后的波形情况，并与AMI编码输出波形相比较。
注：CH1（上面的波形）为AMI-A1，CH2（下面的波形）为AMI-B1，中间的波形为AMI-A1与AMI-B1相减后的情况。
5、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。
注：CH1（上面的波形）为编码输入的数据，CH2（下面的波形）为译码输出的数据。
思考：译码过后的信号波形与输入信号波形相比延时多少？1个码元6、用示波器分别观测TP9（AMI-A2）和TP11（AMI-B2），从时域或频域角度了解AMI码经电平变换后的波形情况。
实验报告3
7. HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测 1）输入数据为15位m序列 CH1：TPP01 单极性：
双极性：
分析:观测TPP01波形变化根据测量结果可知：HDB3编码信号转换为双极性码时钟分量丰富。 2）输入数据为全1码 CH1：TPP01 单极性：
双极性： 双极性：
3）输入数据为全0码 CH1：TPP01 单极性：
双极性：
3）输入数据为全0码 CH1：TPD06 CH2：TPD02 单极性：
双极性：
思考：接收端为便于提取位同步信号，需要对收到的HDB3编码信号做何处理？ 答：将双极性信号转化为单极性。 时钟提取电路首输入数据影响的关系： 输入数据为双极性时，不能从输入数据中提取时钟。输入数据为AMI码时，不能从全0数据中提取时 钟。输入数据为HDB3码时，能从全0数据中提取时钟。
双极性：
由图分析可知，全0码为输入数据时，单极性码，双极性码输出都不同步。 思考：为什么在实际传输系统中使用HDB3码？用其他方法行吗？（如扰码） 答：HDB3码具有良好的抗连0特性，有良好的内在检错能力，从而有利于收端位定时的提取，HDB3码 无直流分量，且低频分量很少。扰码可行。 5. HDB3码变换规则验证 1）输入数据为15位周期m序列 双极性：
双极性：
分析总结：HDB3码与AMI码有何不一样的结果？ HDB3在全0时可提取时钟分量，而AMI不能。 8. HDB3译码位定时恢复测量 1）输入数据为M序列 CH1：TPD06 CH2：TPD02 单极性：
双极性：
分析：接收端要进行单极性处理。 2）输入数据为全1码 CH1：TPD06 CH2：TPD02 单极性：
大连理工大学实验报告
学院（系）： 电信 专业： 电子信息工程 班级： 电子1302
通信原理实验 HDB3码型变换 实验报告
姓名：学号：班级：第周星期第大节实验名称：HDB3码型变换一、实验目的1.掌握AMI编码规则，编码和解码原理。
2.掌握HDB3编码规则，编码和解码原理。
3.了解锁相环的工作原理和定时提取原理。
4.了解输入信号对定时提取的影响。
5.了解信号的传输时延。
6.了解AMI/HDB3编译码集成芯片CD22103。
二、实验仪器1.ZH5001A通信原理综合实验系统2.20MHz双踪示波器三、实验内容1.HDB3码变换规则验证(1)通过KX02的设置，产生7位周期m序列。
用示波器观测如下数据：(3)拔除KD01，输入数据为全1码。
用示波器观测如下数据：(4)KD01跳线中间接地，输入数据为全0码。
用示波器观测如下数据：♦输入数据（TPD01），HDB3输出单极性码数据（TPD08）2.HDB3码译码和时延测试(2)KD01设置为M；通过KX02的设置，产生7位周期m序列；KP02设置在HDB3位置。
用示波器观测如下数据：输入数据（TPD01），HDB3译码输出数据（TPD07）8个时钟周期3.HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测(1)通过KX02的设置，产生7位周期m序列；KP02设置在HDB3位置；KD01设置为输入m序列；KD02分别设置为单极性码输出和双极性码输出。
用示波器观测如下数据：♦M序列，单极性码时同步时钟分量（TPP01）♦M序列，双极性码时同步时钟分量（TPP01）♦M序列，双极性码时放大后同步时钟分量（TPP02）(2)KD01设置为输入全1序列。
用示波器观测如下数据：♦全1序列时单极性码时同步时钟分量（TPP01）(3)KD01设置为输入全0序列。
用示波器观测如下数据：得到了正弦信号。
结论：●HDB3单极性码含有时钟分量；双极性码不含有时钟分量或是较少的时钟分量。
●HDB3码是否含有时钟分量与发送的序列无关，无论是M序列，全0码，全1码4.HDB3译码位定时恢复测量(1)通过KX02的设置，产生7位周期m序列；KP02设置在HDB3位置。
AMI和HDB3码型变换试验.
AMI/HDB3 码型变换实验一、实验目的了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3 码的编码规则;熟悉HDB3 码的基本特征;熟悉HDB3 码的编译码器工作原理和实现方法; 根据测量和分析结果,画出电路关键部位的波形;二、实验内容AMI 码编码规则验证AMI 码译码和时延测量AMI 编码信号中同步时钟分量定性观测AMI 译码位定时恢复测量HDB3 码变换规则验证HDB3 码译码和时延测量HDB3 编码信号中同步时钟分量定性观测HDB3 译码位定时恢复测量三、实验仪器1.JH5001通信原理综合实验系统一台2.20MHz 双踪示波器一台四、原理与电路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…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。
为了保持AMI 码的优点而克服其缺点,人们提出了许多种类的改进AMI码,HDB3码就是其中有代表性的一种。
HDB3AMI非归零码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-同极性的符号。
实验7 AMI
五、实验报告要求
1.根据实验结果，画出AMI/HDB3码编译码电路的测量点波形图。 2.写出AMI / HDB3码编译码的工作过程。
四、测量点说明
TP301：数字基带信号； T302：编码时钟； TP303：AMI / HDB3正极性编码； TP304：AMI / HDB3负极性编码； TP305：AMI / HDB3编码输出； TP306：译码输出，波形应与TP301同。（由于实验系统要求，此点 波形可能非译码输出点，取决于实验系统型号）
2.HDB3码 码 HDB3码的全称是三阶高密度双极性码，它是AMI码的一种改进型， 其目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过 3个。其编码规则如下： （1）当信码的连“0”个数不超过3时，按AMI码的编码规则编，即传 号极性交替。 （2）当连“0”个数超过3时，则将第4个“0”改为非“0”脉冲，记为 V或-V，称之为破坏脉冲。相邻的V码极性必须交替出现，以确保编 好的码中无直流。 （3）为了便于识别，V码的极性应与其前一个非“0”脉冲的极性相同， 否则，将四连“0”的第一个“0”更改为与该破坏脉冲相同极性的脉冲， 并记为+B或-B。 （4）破坏脉冲之后的传号极性也要交替。 （5）编码后的数据归零输出。
图7－3
HDB3译码工作波形
实验电路工作原理 在实验系统中，HDB3/AMI的编译码由CPLD完成，U101内部编码 程序完成HDB3/AMI的编码，U101内部译码程序完成HDB3/AMI译 码。在该电路模块中，没有采用复杂的线圈耦合的方法来实现HDB3 码，而是采用U302(TL082)对HDB3/AMI码的输出进行变换。 SW301、SW302使用说明： 使用说明： 、 使用说明 1．SW501为8比特基带信号设置开关，每位拨上为1，拨下为0，速 率为32KHZ.如下图
HDB3
通信系统原理实验姓名：季国盛学号：12221131班级：通信1212第11 周星期五第五大节实验名称：AMI/HDB3码型变换一实验目的1.掌握HDB3编码规则，编码和解码原理。
2.了解锁相环的工作原理和定时提取原理。
3.了解输入信号对定时提取的影响。
4.了解信号的传输时延。
二实验仪器1.通信原理综合实验系统2.双踪示波器三实验内容及步骤1.HDB3码型变换规则验证(1)通过设置，使编码模块工作在HDB3码方式，通过CMI编码模块内的m序列类型选择跳线开关KX02的设置，产生7位周期m序列。
用示波器同时观测输入数据TPD01和AMI输出双极性编码数据TPD05波形及单极性编码数据TPD08波形，观测时用TPD01同步。
①输入数据（TPD01）HDB3输出双极性码数据（TPD05）：得到结果显示如下：②通过观察分析可以看出：输入数据0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1HDB3 1 0 0 -10 0 1-1 0 0前一个周期内输入数据1 1 0 0 1 0 0HDB3 1 -1 0 0 1 0 0下一个周期内输入数据1 1 0 0 1 0 0HDB3 -1 1 0 0 -1 0 0通过观察和分析，可以看出HDB3码译码时是有延迟的③输入数据（TPD01），AMI输出单极性码数据（TPD08）得到显示结果如下：从显示结果可以得到：输入数据0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1HDB3单极性码数据0 0 -1 0 0-1 -1 0 0在一个周期内，输入数据：输入数据 1 1 0 0 1 0 0HDB3单极性码数据-1 -1 0 0 -1 0 0(2) 使输入数据端口悬空产生全1码，重复步骤（1）。
用示波器观测如下数据：①输入数据（TPD01），HDB3输出双极性码数据（TPD05）得到如下结果：输入数据 1 1 1 1 1HDB3双极性码数据-1 1-1 1-1可以看出，当输入全为1的时候，HDB3双极性码正负极性交替出现②输入数据（TPD01），HDB3输出单极性码数据（TPD08）得到结果如下:输入数据 1 1 1HDB3单极性码数据-1 -1 -1(3)使输入数据为全0码，重复步骤（1）。
(完整word版)AMI与HDB3码波形与功率谱密度实验.doc
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。
通原实验报告
2016 / 2017 学年第二学期实验报告课程名称：通信原理实验名称：实验一：AMI/HDB3码型变换实验实验二：BPSK/BDPSK 数字传输系统综合实验实验三：PCM编解码实验班级学号 B14012019学生姓名包哲超指导教师王海荣实验一AMI/HDB3码型变换实验一、实验原理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。
为了保持AMI码的优点而克服其缺点，人们提出了许多种类的改进AMI码，HDB3码就是其中有代表性的一种。
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。
HDB3码型变换实验
HDB3码型变换实验实验二 HDB3码型变换实验一、实验目的1.理解二进制单极性码变换为AMI码的编码规则，掌握它的工作原理和实现方法；2.理解二进制单极性码变换为HDB3码的编码规则，掌握它的工作原理和实现方法。
二、实验仪器1.HDB3码型变换实验模块2.伪随机码发生器及误码仪3.直流稳压电源JWY-30-44.双踪同步示波器SR85.高频Q表6.频谱分析仪*三、实验原理数字通信系统中，有时不经过数字基带信号与信道信号之间的变换，只由终端设备进行信息与数字基带信号之间的变换，然后直接传输数字基带信号。
数字基带信号的形式有许多种，在基带传输中经常采用AMI码（符号交替反转码）和HDB3码（三阶高密度双极性码）。
1.传输码型在数字复用设备中，内部电路多为一端接地，输出的信码一般是单极性不归零信码。
当这种码在电缆上长距离传输时，为了防止引进干扰信号，电缆的两根线都不能接地（即对地是平衡的），这里就要选用一种适合线路上传输的码型，通常有以下几点考虑：（1）在选用的码型的频谱中应该没有直流分量，低频分量也应尽量少。
这是因为终端机输出电路或再生中继器都是经过变压器与电缆相连接的，而变压器是不能通过直流分量和低频分量的。
（2）传输型的频谱中高频分量要尽量少。
这是因为电缆中信号线之间的串话在高频部分更为严重，当码型频谱中高频分量较大时，就限制了信码的传输距离或传输质量。
（3）码型应便于再生定时电路从码流中恢复位定时。
若信号中连“0”较长，则等效于一段时间没有收脉冲，恢复位定时就困难，所以应该使变换后的码型中连“0”较少。
（4）设备简单，码型变换容易实现。
（5）选用的码型应使误码率较低。
双极性基带信号波形的误码率比单极性信号的低。
根据这些原则，在传输线路上通常采用AMI码和HDB3码。
2.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-1。
当码序列是1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1时，AMI码就变为：+1 0 0 -1 0 0 0 +1 -1+1 0 -1。
通信原理实验 HDB3码型变换 实验报告
姓名：学号：班级：第周星期第大节实验名称：HDB3码型变换一、实验目的1.掌握AMI编码规则，编码和解码原理。
2.掌握HDB3编码规则，编码和解码原理。
3.了解锁相环的工作原理和定时提取原理。
4.了解输入信号对定时提取的影响。
5.了解信号的传输时延。
6.了解AMI/HDB3编译码集成芯片CD22103。
二、实验仪器1.ZH5001A通信原理综合实验系统2.20MHz双踪示波器三、实验内容1.HDB3码变换规则验证(1)通过KX02的设置，产生7位周期m序列。
用示波器观测如下数据：(3)拔除KD01，输入数据为全1码。
用示波器观测如下数据：(4)KD01跳线中间接地，输入数据为全0码。
用示波器观测如下数据：♦输入数据（TPD01），HDB3输出单极性码数据（TPD08）2.HDB3码译码和时延测试(2)KD01设置为M；通过KX02的设置，产生7位周期m序列；KP02设置在HDB3位置。
用示波器观测如下数据：输入数据（TPD01），HDB3译码输出数据（TPD07）8个时钟周期3.HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测(1)通过KX02的设置，产生7位周期m序列；KP02设置在HDB3位置；KD01设置为输入m序列；KD02分别设置为单极性码输出和双极性码输出。
用示波器观测如下数据：♦M序列，单极性码时同步时钟分量（TPP01）♦M序列，双极性码时同步时钟分量（TPP01）♦M序列，双极性码时放大后同步时钟分量（TPP02）(2)KD01设置为输入全1序列。
用示波器观测如下数据：♦全1序列时单极性码时同步时钟分量（TPP01）(3)KD01设置为输入全0序列。
用示波器观测如下数据：得到了正弦信号。
结论：●HDB3单极性码含有时钟分量；双极性码不含有时钟分量或是较少的时钟分量。
●HDB3码是否含有时钟分量与发送的序列无关，无论是M序列，全0码，全1码4.HDB3译码位定时恢复测量(1)通过KX02的设置，产生7位周期m序列；KP02设置在HDB3位置。
AMI和HDB3码型变换试验.
AMI/HDB3码型变换实验一、实验目的了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3码的编码规则; 熟悉HDB3码的基本特征;熟悉HDB3码的编译码器工作原理和实现方法;根据测量和分析结果,画出电路关键部位的波形;二、实验内容AMI码编码规则验证AMI码译码和时延测量AMI编码信号中同步时钟分量定性观测AMI译码位定时恢复测量HDB3码变换规则验证HDB3码译码和时延测量HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测HDB3译码位定时恢复测量三、实验仪器1.JH5001通信原理综合实验系统一台2.20MHz双踪示波器一台四、原理与电路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。
为了保持AMI 码的优点而克服其缺点,人们提出了许多种类的改进AMI码,HDB3码就是其中有代表性的一种。
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。
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AMI/HDB3码型变换实验一、实验目的了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3码的编码规则; 熟悉HDB3码的基本特征;熟悉HDB3码的编译码器工作原理和实现方法;根据测量和分析结果,画出电路关键部位的波形;二、实验内容AMI码编码规则验证AMI码译码和时延测量AMI编码信号中同步时钟分量定性观测AMI译码位定时恢复测量HDB3码变换规则验证HDB3码译码和时延测量HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测HDB3译码位定时恢复测量三、实验仪器1.JH5001通信原理综合实验系统一台2.20MHz双踪示波器一台四、原理与电路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。
为了保持AMI 码的优点而克服其缺点,人们提出了许多种类的改进AMI码,HDB3码就是其中有代表性的一种。
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。
虽然HDB3码的编码规则比较复杂,但译码却比较简单。
从上述原理看出,每一个破坏符号V 总是与前一非0符号同极性(包括B 在内。
这就是说,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。
归一化功率谱图1 AMI/HDB3频谱示意图HDB3码是CCITT推荐使用的线路编码之一。
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,这对于定时信号的恢复是十分有利的。
AMI/HDB3频谱示意图参见图1。
在通信原理综合试验箱中,采用了CD22103专用芯片(UD01实现AMI/HDB3的编译码实验,在该电路模块中,没有采用复杂的线圈耦合的方法来实现HDB3码字的转换,而是采用运算放大器(UD02完成对AMI/HDB3输出进行电平变换。
变换输出为双极性码或单极性码。
由于AMI/HDB3为归零码,含有丰富的时钟分量,因此输出数据直接送到位同步提取锁相环(PLL提取接收时钟。
AMI/HDB3编译码系统组成框图见图2。
接收时钟的锁相环(PLL提取电路框图见第二章模拟锁相环一节的图2。
图2 AMI/HDB3编译码模块组成框图AMI/HDB3编译码系统组成电原理图见图2。
输入的码流进入UD01的1脚,在2脚时钟信号的推动下输入UD01的编码单元,HDB3与AMI由跳线开关KD03选择。
编码之后的结果在UD01的14(TPD03、15(TPD04脚输出。
输出信号在电路上直接返回到UD01的11、13脚,由UD01内部译码单元进行译码。
通常译码之后TPD07与TPD01的波形应一致,但由于当前的输出HDB3码字可能与前4个码字有关,因而HDB3的编译码时延较大。
运算放大器UD02A构成一个差分放大器,用来将线路输出的HDB3码变换为双极性码输出(TPD05。
运算放大器UD02B构成一个相加器,用来将线路输出的HDB3码变换为单极性码输出(TPD08。
跳线开关KD01用于输入编码信号选择:当KD01设置在Dt位置时(左端,输入编码信号来自复接模块的TDM帧信号;当KD01设置在M位置时(右端,输入编码信号来自本地的m序列,用于编码信号观测。
本地的m序列格式受CMI编码模块跳线开关KX02控制:KX02设置在1_2位置(左端,为15位周期m序列(111100010011010;KX02设置在2_3位置(右端,为7位周期m序列(1110010。
跳线开关KD02用于选择将双极性码或单极性码送到位同步提取锁相环提取收时钟:当KD02设置在1_2位置(左端,输出为双极性码;当KD02设置2_3位置(右端,输出为单极性码。
跳线开关KD03用于AMI或HDB3方式选择:当KD03设置在HDB3状态时(左端UD01完成HDB3编译码系统;当KD03设置在AMI状态时(右端,UD01完成AMI 编译码系统。
,该模块内各测试点的安排如下:1、TPD01:编码输入数据(256Kbps2、TPD02:256KHz编码输入时钟(256KHz3、TPD03:HDB3输出+4、TPD04:HDB3输出–5、TPD05:HDB3输出(双极性码6、TPD06:译码输入时钟(256Kbps7、TPD07:译码输出数据(256Kbps8、TPD08:HDB3输出(单极性码五、实验步骤1.AMI码编码规则验证(1首先将输入信号选择跳线开关KD01设置在M位置(右端、单/双极性码输出选择开关设置KD02设置在2_3位置(右端、AMI/HDB3编码开关KD03设置在AMI位置(右端,使该模块工作在AMI码方式。
将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置(右端,产生7位周期m序列。
用示波器同时观测输入数据TPD01和AMI输出双极性编码数据TPD05波形及单极性编码数据TPD08波形,观测时用TPD01同步。
分析观测输入数据与输出数据关系是否满足AMI编码关系,画下一个M序列周期的测试波形。
(2将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置(左端, 产生15位周期m序列。
重复上述测试步骤,记录测试结果。
(3将输入数据选择跳线开关KD01拔除,将示波器探头从TPD01测试点移去,使输入数据端口悬空产生全1码。
重复上述测试步骤,记录测试结果。
(4将输入数据选择跳线开关KD01拔除,用一短路线一端接地,另一端十分小心地插入测试孔TPD01,使输入数据为全0码(或采用将示波器探头接入TPD01测试点上,使数据端口不悬空,则输入数据亦为全0码。
重复上述测试步骤,记录测试结果。
2.AMI码译码和时延测量(1将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置(右端;将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置(左端,产生15位周期m序列;将锁相环模块内输入信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置(左端。
用示波器同时观测输入数据TPD01和AMI译码输出数据TPD07波形,观测时用TPD01同步。
观测AMI译码输出数据是否满正确,画下测试波形。
问:AMI编码和译码的数据时延是多少?(2将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置(右端,产生7位周期m序列。
重复上译步骤测量,记录测试结果。
问:此时AMI编码和译码的数据时延是多少?思考:数据延时量测量因考虑到什么因素?3.AMI编码信号中同步时钟分量定性观测(1将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置(右端,将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置,产生15位周期m序列;将锁相环模块内输入信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置(左端。
将极性码输出选择跳线开关KD02设置在2_3位置(右端产生单极性码输出,用示波器测量模拟锁相环模块TPP01波形;然后将跳线开关KD02设置在1_2位置(左端产生双极性码输出,观测TPP01波形变化。
通过测量结果回答:①AMI编码信号转换为双极性码或单极性码后,那一种码型时钟分量更丰富,为什么?②接收机应将接收到的信号转换成何种码型才有利于收端位定时电路对接收时钟进行提取。
(2将极性码输出选择跳线开关KD02设置在2_3位置(右端产生单极性码输出,使输入数据为全“1”码(方法见1,重复上述测试步骤,记录分析测试结果。
(3使输入数据为全“0”码(方法见1,重复上述测试步骤,记录测试结果。
思考:具有长连0码格式的数据在AMI编译码系统中传输会带来什么问题,如何解决?4.AMI译码位定时恢复测量(1 将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置(右端,将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2(或2_3位置,将锁相环模块内输入信号选择跳线开关 KP02 设置在 HDB3 位置（左端）。
先将跳线开关 KD02 设置在 2_3 位置（右端）单极性码输出，用示波器测量同时观测发送时钟测试点 TPD02 和接收时钟测试点 TPD06 波形，测量时用 TPD02 同步。
此时两收发时钟应同步。
然后，再将跳线开关 KD02 设置在 1_2 位置（左端）双极性码输出，观测 TPD02 和TPD06 波形。
记录和分析测量结果。
(2 将跳线开关 KD02 设置回 2_3 位置（右端）单极性码输出，再将跳线开关 KD01 拨除, 使输入数据为全 1 码或全 0 码（方法见 1）。
重复上述测试步骤，记录分析测试结果。
思考：为什么在实际传输系统中使用 HDB3 码？用其他方法行吗（如扰码）？ 5. HDB3 码变换规则验证 (1 首先将输入信号选择跳线开关 KD01 设置在 M 位置（右端）、单/双极性码输出选择开关设置 KD02 设置在 2_3 位置（右端）、AMI/HDB3 编码开关 KD03 设置在HDB3 位置（左端），使该模块工作在 HDB3 码方式。
将 CMI 编码模块内的 M 序列类型选择跳线开关 KX02 设置在 2_3 位置（右端），产生 7 位周期 m 序列。
用示波器同时观测输入数据 TPD01 和 AMI 输出双极性编码数据 TPD05 波形及单极性编码数据 TPD08 波形，观测时用 TPD01 同步。