实验1 基带信号的常用码型变换实验
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。
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。
光纤通信原理实验一码型变换(CMI)实验
本实验系统根据光纤通信系统原理的主要知识点进行实验，结合电子技术和微处理器技术，针对光纤通信系统的典型应用可进行8项实验或示教，实验内容重点突出，内容丰富，有重点的培养实验者的动手能力。
实验系统总方框图如图1所示，它由以下7个部分单元电路组成：1、信号发生器单元2、模拟接口单元3、数字接口单元4、信号处理单元5、中央CPU控制单元6、光发端机单元7、光接收机单元每个单元电路的详细说明将在后面的实验中逐一介绍。
图2是实验系统的电原理图。
图3是实验系统元件分布图。
图1 实验系统总方框图图2 光纤通信原理实验系统分布图预习实验光纤通信原理实验系统信号发生器实验一、实验目的1、熟悉该光纤通信原理实验系统的电路组成。
2、熟悉光纤通信系统发送端信号产生的方法。
二、实验仪表1、直流稳压电源一台2、20MHz示波器一台3、三用表一台三、实验电路工作原理时钟信号是该光纤实验系统电路中的重要主成部分。
其方框图与电路原理图分别见1-1与图1-2所示。
图1-3是伪随机码产生电路。
图1-1 信号发生方框图各点波形说明如下：TPl01：2.048MHz的方波信号，作为PCM编译码电路的主时钟信号。
TPl02：1.024MHz的方波信号TPl03：128KHz的窄脉冲信号TPl04：8KHz的窄脉冲信号，作为PCM编译码电路的帧同步信号和脉冲波产生电路的波形。
W105：2KHz或1KHz的方波信号，作为正弦波产生电路的输入信号。
TPl07：8KHz或4KHz的方波信号，作为三角波产生电路的输入信号。
TPl09：64KHz的方波信号。
TP110：伪随机码产生电路输出波形，码型为000011101100101。
四、实验内容：1、用示波器测出各测量点波形，并对每一测量点的波形加以分析。
2、分析伪随机码发生器的工作原理并画出输出波形。
实验一码型变换(CMI)实验一、实验目的1、了解光纤通信采用的线路码型2、掌握CMI码的特点3、了解CMI的编解码实现方法二、预习要求1、阅读光纤通信系统原理的线路码型章节2、熟习相关电路的芯片功能，三、实验电路工作原理1、电路组成CMI码即为传号翻转码，“1”交替地用“00”和“11”表示，而“0”则固定用“01”表示，因此lbit变为2bit，故属于二电平的NRZ的1B2B码型，这种码的特点是有一定的纠错能力，易于实现，易于定时提取，因此在低速系统中选为传输码型，图1-1为CMI码与NRZ的关系图1-1 CMI码与NRZ码的转换关系a、编码电路编码电路接收来自信号源的单极性非归零码（NRZ）码，并把这种码型变换为CMI码送至光发送单元，其框图如图1-2 所示，图1-3是它的电原理图图1-2 CMI编码框图图1-3 CMI编码电原理图单极性码输入本单元后，首先用CLK同步，例如输入若是传号，则翻转输出，若是空号，则打开门开关，使时钟的反码送输出，本实验电路的伪随机码为15位的PN码，其其输入的信码序列如图1－4所示。
(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。
实验一 数字基带编译码实验
实验一数字基带编译码实验Ⅰ.HDB3 编译码实验一．实验内容1.熟悉 HDB3 码型变换编码实验2. 熟悉 HDB3 码型变换译码实验二、实验目的1. 熟悉 HDB3 码编译码原理。
2. 观察 HDB3 码编码和解码的结果，结合原理进一步理解编解码过程。
3. 学习通过软件编程实现 HDB3 编译码实验。
三、实验电路工作原理2、HDB3 编码的原理（1）编码规则：先把二进制序列中的‘0’码变为‘0 ’，而把序列的‘1’交替的变换为+1 ，-1。
再检查序列中是否有 4 个或 4 个以上的连‘0’，若有，则将每 4 个连‘0’小段的第四个‘0’变换成与前一个非‘0’码（指的是+1 和-1 ）同极性的码，由于极性不定，不防称之为 V 码（若是+1 用+ V，-1 用-V），为了保持无直流分量的特性，则须将 V 码也交替变换（即和前一个 V 的极性相反），但这样还不能保证+ 极性的码和- 极性的码的数目是一样的，因为当两个 V 码之间有偶数个非‘0’码时，就会+ 极性和- 极性数目不等，所以还要再将该小段的第一个‘0’码变换成+B 码或-B 码（B 符号的极性和前一个非‘0’码的符号极性相反，并让后面的非‘0’码的极性再从 V 符号开始交替变换。
到此编码完成。
如：二进制序列为：1000 0 1000 0 1 1 000 0 1 1-1000 -V +1000 +V -1 +1 –B00 -V +1 -1（这有偶数个非零符号）四、实验内容和步骤拨码开关识别注意点：SWD01 拨上为“1”，拨下为“0”，SWD01 拨上为“0”，拨下为“1”，同时输入信号从高位算起（即第八位向第一位开始算起）。
1．将 SWD02 ( 8 位的拨码开关)拨到你想要输入的数据；2．将 SWD01(4 位的拨码开关)拨为 1100，选择 HDB3 编解码；3．按动 RST 键复位程序；4．用示波器观测 TPD07 的发送信号码元波形，TPD13 的时钟信号，观察发送码元的发光管 DD01，DD02……DD08 的显示；5．观察 TPD02 的 HDB3 的编码波形，记录并分析 HDB3 的编码规则；6．观察 TPD08 处的 HDB3 解码码元，分析 HDB3 的解码算法；7．将 1 步骤中的数据改变，再重复以上步骤，并做记录。
实验一 AMI码型变换实验
实验一AMI码型变换实验一、实验名称AMI码型变换实验二、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AMI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。
三、实验仪器主控&信号源模块2号数字终端&时分多址模块8号基带编译码模块13号同步模块示波器四、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。
五、实验步骤实验项目一AMI编译码（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、登录e-Labsim仿真系统，创建实验文件，选择实验所需模块和示波器。
2、按表格所示进行连线。
3、运行仿真，开启所有模块的电源开关。
4、设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【AMI编译码】→【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。
5、此时系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。
6、实验操作及波形观测。
（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。
（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。
（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。
【实验一hdb3码型变换实验】
实验一 HDB3码型变换实验一、实验目的1．了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。
2. 通过测试电路，熟悉并掌握分析电路的一般规律与方法,学会分析电路工作原理，画出关键部位的工作波形。
3．了解关于分层数字接口脉冲的国际规定，掌握严格按技术指标研制电路的实验方法。
二、实验内容本实验可完成以下实验内容：1.调测HDB3编、译码电路。
2.调测位定时提取电路及信码再生电路。
各部分的输出信号应达到技术指标的要求，同时做到编、解码无误。
三、基本原理在数字通信系统中，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转输时，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).传输码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。
通信原理实验1：数字基带信号的码型变换实验
一、实验目的及要求（1）知道JH5001A型通信原理综合实验系统的基本功能原理及使用方法；（2）知道数字示波器的使用方法等；（3）掌握二进制码变换为AMI/HDB3码的编码规则及基本特征；（4）理解HDB3码编译码器的工作原理和硬件实现方法；（5）通过测试关键点波形图，进行验证。
二、实验设备（1）JH5001A型通信原理综合实验系统；（2）数字、模拟双踪示波器。
三、实验原理(一) AMI/HDB3两种码型的编译码规则及优缺点1、AMI码的全称是传号交替反转码，这种码型实际上把二进制脉冲序列变为三电平的符号序列，代码0仍变换为传输码的0，而把代码中的1交替的变换为传输码的+1、-1。
其优点如下：（1）在“1”、“0”码不等概率情况下，也无直流成分，对具有变压器或其它交流隅合的传输信道来说，不易受隔直特性的影响；（2）若接收端收到的码元极性与发送端的完全相反，也能正确判决；（3）全波整流后就能得到单极性码。
AMI码有一个重要缺点，即它可能出现长的连0串，会造成提取位定时信息的困难。
2、HDB3码（三阶高密度双极性码）HDB3码的编码规则为：（1）当没有≥4个连零时，HDB3码同AMI码；（2）当出现≥4个以上连零时，则将每四个连0化为一个小段，将用取代节B00V或000V取代4连零。
其中V称为破坏点，它是一个传号，破坏点极性交替；（3）当破坏点与其前一传号极性相同时，用000V代替四连零；当破坏点与其前一传号极性相异时，用B00V代替四连零，其中B与破坏点V同极性；（4）V与其后相邻的传号极性交替。
B码和V码各自都应始终保持极性交替变化的规律，以确保编好的码中没有直流成分；例如：(a)代码： 0 1 0000 1 1000 0 0 1 0 1(b)AMI码： 0 +1 0000 -1 +1000 0 0 -1 0 +1(c)加补信码 0 +1 000V+-1 +100V- 0 +1 0 -1(d)HDB3： 0 +1 000+1 -1 +1-100-1 0+10 –1HDB3码的译码却比较简单，同时它对定时信号的恢复是极为有利的。
AMI码型变换实验报告
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与作用。
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编码规则就是遇到0输出0,遇到1则交替输出+1与-1。
实验框图中编码过程就是将信号源经程序处理后,得到AMI-A1与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就是将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。
源端口目的端口连线说明信号源:PN 模块8:TH3(编码输入-数据) 基带信号输入信号源:CLK 模块8:TH4(编码输入-时钟) 提供编码位时钟模块8:TH11(AMI编码输出) 模块8:TH2(AMI译码输入) 将数据送入译码模块模块8:TH5(单极性码) 模块13:TH7(数字锁相环输入) 数字锁相环位同步提取模块13:TH5(BS2) 模块8:TH9(译码时钟输入) 提供译码位时钟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与编码输出的数据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。
通信原理实验_AMI、HDB3传输码型转换完整全解
通信原理实验_AMI、HDB3传输码型转换完整全解实验一AMI/HDB3码型变换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。
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，因而会造成提取钟时的困难。
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。
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“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。
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。
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。
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。
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。
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】。
实验1码型变换
三、实验器材
1、信号源模块
2、码型变换模块 3、模块7 4、20M 双踪示波器 5、连接线 一台 若干
四、实验原理
在数字通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过 程而让基带信号直接进行传输。例如，在市区内利用电传 机直接进行电报通信，或者利用中继方式在长距离上直接 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，我们称它为基带传输系统，它的基本结 构如图所示。
2、S1S2S3分别拨为01110010、 0001000、01000011
触 发 按 钮 看 连 1、拨码开关S5拨为“1100” 线
编码时钟输入
4、用示波器观察NRZ-OUT处 的波形，与NRZIN比较 译码输入B
基带传输信号输入
译码输入A 电平变换输入 3、拨码开关 B S1拨为“01000000” 5、将拨码开关S1拨为“10000000” 电平变换输入A 重复以上实验（结束） 电平反变换输入 提供译码位同步 滤波法位同步提 取输入
五、实验步骤
源端口 目的端口 连线说明
信号源：NRZ（8K）
信号源：CLK2（8K） 模块6：DOUT1 模块7：BS 模块6：DOUT1 模块6：DOUT2 模块6：HDB3/AMI-OUT 模块6：OUT-A 模块6：OUT-B
模块6：NRZIN
模块6：BS 模块7：DIN 模块6：BSR 模块6：IN-A 模块6：IN-B 模块6：HDB3/AMI-IN 模块6：DIN1 模块6：DIN2
④将模块7上的拨码开关S2拨为“0111”。
五、实验步骤
⑤对照下表完成实验连线
源端口 目的端口 连线说明 8KNRZ码基带传输信号输入 信号源：NRZ（8K） 模块6：NRZIN
实验一--HDB3码型变换实验
实验一 HDB3码型变换实验一、实验目的1．了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。
2. 通过测试电路，熟悉并掌握分析电路的一般规律与方法,学会分析电路工作原理，画出关键部位的工作波形。
3．了解关于分层数字接口脉冲的国际规定，掌握严格按技术指标研制电路的实验方法。
二、实验内容本实验可完成以下实验内容：1.调测HDB3编、译码电路。
2.调测位定时提取电路及信码再生电路。
各部分的输出信号应达到技术指标的要求，同时做到编、解码无误。
三、基本原理在数字通信系统中，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转输时，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).传输码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。
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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：G
3．20M 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。
0000
E +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。
10111000
E +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。
0000
1111E +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。
0000
1111E +0
E
-
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。
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 1-5 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
1111E +E
-0
图 1-6 CMI 码 1.7 密勒码
密勒（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 (101110)
00E +E
-0
图 1-7 密勒编码 四、实验步骤
（一）基带信号及其常用码型
1．插入有关实验模块
在关闭系统电源的情况下，按照下表放置实验模块：
对应位号可见底板右上角的“实验模块位置分布表”，注意模块插头与底板插座的防呆口一致。
2．加电
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．实验内容设置
将“4SW02”（G）拨码开关设置为“1XXXX”，则选择了模块的线路编码功能，具体编码方式参考下表的码型选择表：
表格 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。
4．编码观测
●RZ（单极性归零码）
（1）将4SW02设置为“10000”，选择RZ（单极性归零码）模式；
（2）用示波器同时观测4P01（由4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值）和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。
（3）改变4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值，观察码型变换的结果变化。
●BNRZ（双极性不归零码）
（1）将4SW02设置为“10001”，选择BNRZ（双极性不归零码）模式；
（2）用示波器同时观测4P01（由4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值）和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。
（变换后有一个码元的延时）
（3）改变4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值，观察码型变换的结果变化。
●BRZ（双极性归零码）
（1）将4SW02设置为“10010”，选择BRZ（双极性归零码）模式；
（2）用示波器同时观测4P01（由4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值）和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。
（变换后有一个码元的延时）
（3）改变4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值，观察码型变换的结果变化。
●CMI码
（1）将4SW02设置为“10011”，选择CMI码模式；
（2）用示波器同时观测4P01（由4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值）和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。
（变换后有一个码元的延时）
（3）改变4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值，观察码型变换的结果变化。
●曼彻斯特码
（1）将4SW02设置为“10100”，选择曼彻斯特码模式；
（2）用示波器同时观测4P01（由4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值）和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。
（变换后有一个码元的延时）
（3）改变4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值，观察码型变换的结果变化。
●密勒码
（1）将4SW02设置为“10101”，选择密勒码模式；
（2）用示波器同时观测4P01（由4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值）和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。
（变换后有一个码元的延时）
（3）改变4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值，观察码型变换的结果变化。
5．关机拆线
实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。
五、实验报告要求
1.根据文档“RZ8681通信原理实验指导书-实验测量波形-实验1”和实验结果，记录RZ、BNRZ和BRZ 的测量点波形，并验证是否与教材原理相同；
2．4P01的输出码序列为4SW01（8bit基带数据）拨码开关的值，根据CMI码、曼彻斯特码和密勒码的编码原理，计算该序列所对应的相应码型变换，并与实验测量波形进行对比。