实验三单双极性归零码波形和频谱
通信原理实验指导书
输
ＩＮＨ
Ｂ
Ｌ
Ｌ
Ｌ
Ｌ
Ｌ
ＨＬຫໍສະໝຸດ ＨＨＸ入
Ａ Ｌ Ｈ Ｌ Ｈ Ｘ
导通通道
Ｘ０ Ｘ，Ｙ０ Ｙ Ｘ１ Ｘ，Ｙ１ Ｙ Ｘ２ Ｘ，Ｙ２ Ｙ Ｘ３ Ｘ，Ｙ３ Ｙ
无
该模块中选Ｘ０＝０，Ｘ１＝－１，Ｘ２＝０，Ｘ３＝＋１；Ｙ０＝Ｙ１＝ Ｙ２＝０，Ｙ３＝＋１； ＩＮＨ＝０。Ｂ为合路码，Ａ为２５６kHZ 时钟信 号。
为可控模拟开关。Ｕ１２Ａ为２／４译码器。Ｕ１３为４位二进制计数器。由Ｕ 6 分频出的３２kHZ 方波信号经Ｕ１３的二、四分频分别得到１６kHZ、８kHZ 方 波信号，送Ｕ1２Ａ的 ２／４译码器。其功能表如表１－２所示。
表１－２ ２／４译码器功能表
输
入
输
Ｇ
Ｂ
Ｈ
Ｘ
Ａ
Ｙ０
Ｙ１
Ｘ
Ｈ
Ｈ
Ｌ
Ｌ
Ｌ
Ｈ
Ｈ
Ｌ
Ｌ
Ｈ
Ｈ
Ｌ
Ｌ
Ｈ
验证是否符合其编码规则。 ３．观察ＨＤＢ３编码中的四连零检测、补Ｖ、加Ｂ补奇、单／双极
性变换的波形，并验证是否符合编码规则。 ４．观察并比较单、双极性码（非归零、归零）、时钟信号、时序信号
及双相码的波形和相位特点。 三、基本原理：
本实验使用数字信源模块和ＨＤＢ３编、译码模块。（两个实验一起做） １． 数字信源：
1
表１－１ ８选１数据选择器功能表
输
入
输
出
Ａ２ Ａ１
Ａ０
ST
Ｙ
W
ＸＸ
Ｘ
Ｈ
Ｌ
Ｈ
ＬＬ
Ｌ
Ｌ
Ｄ
Ｄ
通信原理实验报告
中南大学数字通信原理实验报告课程名称：数字通信原理实验班级：学号：姓名：指导教师：实验一数字基带信号一、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、HDB3码的编码规则。
3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。
4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。
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。
三、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置的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分别接信源单元的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（开关K4置于左方AMI 端）波形和HDB3码（开关K4置于右方HDB3端）波形。
哈工程通信原理软件仿真实验报告
实验报告哈尔滨工程大学教务处制实验一基带码型仿真（一）单、双极性归零码仿真一、实验原理1.1归零码归零码，是信号电平在一个码元之内都要恢复到零的编码方式，它包括曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码两种编码方式。
1.2单、双极性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，判决门限为半幅电平。
单极性归零码（RZ）即是以高电平和零电平分别表示二进制码1和0,而且在发送码1时高电平在整个码元期间T只持续一段时间T其余时间返回零电平. 在单极性归零码中，T /T 称为占空比•单极性归零码的主要优点是可以直接提取同步信号,因此单极性归零码常常用作其他码型提取同步信号时的过渡码型.也就是说其他适合信道传输但不能直接提取同步信号的码型，可先变换为单极性归零码，然后再提取同步信号|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，判决门限为零电平。
双极性归零码是二进制码0和1分别对应于正和负电平的波形的编码，在每个码之间都有间隙产生.这种码既具有双极性特性，又具有归零的特性•双极性归零码的特点是：接收端根据接收波形归于零电平就可以判决1比特的信息已接收完毕，然后准备下一比特信息的接收，因此发送端不必按一定的周期发送信息.可以认为正负脉冲的前沿起了起动信号的作用，后沿起了终止信号的作用.因此可以经常保持正确的比特同步. 即收发之间无需特别的定时，且各符号独立地构成起止方式，此方式也叫做自同步方式.由于这一特性，双极性归零码的应用十分广泛。
1.3功率谱密度求信号的功率谱，功率谱=信号的频率的绝对平方/传输序列的持续时间，求得的功率谱进行单位换算以dB值表示1.4占空比(Duty Ratio)在电信领域中有如下含义:例如：脉冲宽度1ys,信号周期4 s 的脉冲序列占空比为 0.25。
am__dsb__单极性归零和不归零的实验报告1
实验一 幅度调制AM实验目的:1.掌握AM 基本原理；一、2.掌握AM 信号的产生方法和解调方法；二、3.掌握AM 信号的波形及包络特点。
实验内容:1.搭建AM 调制、解调系统；三、2.观察AM 信号的波形和频谱；四、3.幅度调制系统的抗噪声性能。
五、基本原理幅度调制是有调制信号去控制高频载波的幅度, 使之随调制信号作线性变化的过程。
基本原理:AM 调制的一般表达式 式中, m(t)为基带调制信号, 均值为0；A0为常数, 表示叠加的直流分量。
（1） 原理框图:（2） AM 的调制与解调三、程序 % 幅度调制 AM 信号dt=0.001; %时间采样频谱fmax=1; %信源最高频谱fc=10; %载波中心频率T=5; %信号时长N=T/dt;t=[0:N-1]*dt;mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fmax*t); %信源A=2;s_am=(A+mt).*cos(2*pi*fc*t);figure(1)00()[()]cos cos ()cos AM c c c s t A m t t A t m t t ωωω=+=+c t()m tsubplot(211);plot(t,s_am);hold on; %画出AM信号波形plot(t,A+mt,'r--'); %表示AM包络title('AM调制信号及其包络');实验二DSB实验目的:1.掌握DSB基本原理；一、 2.掌握DSB信号的产生方法和解调方法；二、 3.掌握DSB信号的波形及包络特点。
实验内容:1.搭建DSB调制、解调系统；三、 2.观察DSB信号的波形和频谱；四、 3.幅度调制系统的抗噪声性能。
五、知识要点和原理六、抑制载波的双边带调制:七、其特点是在时域无直流分量, 在频域无载频。
八、程序dt=0.01; %时间采样频谱fmax=1; %信源最高频谱fc=10; %载波中心频率T=5; %信号时长t=0:dt:T;mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fmax*t); %信源s=mt.*cos(2*pi*fc*t);plot(t,s);hold on; %画出DSB信号波形plot(t,mt,'r--'); %标示mt波形plot(t,-mt,'r--'); %标示mt波形title('DSB调制信号及其包络');hold off;grid on实验三单极性归零码的实现一: 实验原理:单极性归零码（ＲＺ）即是以高电平和零电平分别表示二进制码１和０, 而且在发送码１时高电平在整个码元期间T 只持续一段时间τ, 其余时间返回零电平．在单极性归零码中, τ／T 称为占空比．单极性归零码的主要优点是可以直接提取同步信号, 因此单极性归零码常常用作其他码型提取同步信号时的过渡码型．也就是说其他适合信道传输但不能直接提取同步信号的码型, 可先变换为单极性归零码, 然后再提取同步信号．二: 仿真程序:clc;clear all;x=[1 0 0 1 0 1 0];t0=100;t=0:1/t0:length(x);for i=1:length(x);if x(i)==1;for j=1:t0/2;y((i-1)*t0+j)=1;endelsefor j=1:t0;y((i-1)*t0+j)=0;endendendy=[y,x(i)];plot(t,y);title('1 0 0 1 0 1 0')axis([0 i -0.1 1.1]);实验四单极性不归零码的实现二、一、基本原理:三、所谓单极性不归零码是在整个码元期间电平保持不变, 在这种编码中利用高电平和低电平分别表示二进制信息“1”, “0”。
通信原理第四章(数字基带传输系统)习题及其答案
第四章（数字基带传输系统）习题及其答案【题4－1】设二进制符号序列为110010001110，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码型，双极性码波形，单极性归零码波形，双极性归零码波形，二进制差分码波形。
【答案4－1】【题4－2】设随机二机制序列中的0和1分别由g(t)和g(t)组成，其出现概率分别为p和(1p)：1）求其功率谱密度及功率；2）若g(t)为图（a）所示的波形，T为码元宽度，问该序列存在离散分量s1f Ts否？3）若g(t)改为图（b）所示的波形，问该序列存在离散分量1f Ts否？【答案4－2】1）随机二进制序列的双边功率谱密度为2 2P ( ) f P(1 P) G ( f ) G ( f ) f [PG (mf ) (1 P)G (mf )] ( f mf ) s s 1 2 s 1 s 2 s sm由于g1(t) g2 (t) g(t )可得：22 2 2P ( ) 4 f P(1 P)G ( f ) f (1 2P) G(mf ) ( f mf )s s s s sm式中：G( f )是g(t )的频谱函数。
在功率谱密度P() 中，第一部分是其连续谱成s分，第二部分是其离散谱成分。
随机二进制序列的功率为1S P ( )ds2－－22[4 f P(1 P)G ( f ) f (1 2P)G (mf ) ( f mf )] dfs s s sm224 f P(1 P) G ( f )df f (1 2P)G( mf ) ( f mf )dfs s s s－－m2 2 24 f P(1 P) G ( f )df f (1 2P) G( m f )s s s－m22）当基带脉冲波形g(t ) 为Ts1 tg(t) { 20 elset g(t )的付式变换G( f )为G( f ) T Sa( T f )s s因此sinG( f s ) T s Sa( T s f s) T s 0式中：fs1T 。
通信原理硬件实验报告(最新-哈工程)
实验报告哈尔滨工程大学教务处制实验一、数字基带信号实验一、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、基本原理1、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,判决门限为半幅电平。
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,判决门限为零电平。
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"码发负的窄脉冲，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，根据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2、AMI、HDB3码特点(1)AMI码我们用“0"和“1”代表传号和空号。
北邮通信原理软件实验报告
通信原理软件实验报告学院：信息与通信工程学院班级：一、通信原理Matlab仿真实验实验八一、实验内容假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz，请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形和频谱。
二、实验原理1、具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上离散的大载波分量得到，其表达式及时间波形图为：应当注意的是，m(t)的绝对值必须小于等于1，否则会出现下图的过调制：AM信号的频谱特性如下图所示：由图可以发现，AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。
2、双边带抑制载波调幅（DSB—SC AM）信号的产生双边带抑制载波调幅信号s(t)是利用均值为0的模拟基带信号m(t)和正弦载波c(t)相乘得到，如图所示：m(t)和正弦载波s(t)的信号波形如图所示：若调制信号m(t)是确定的，其相应的傅立叶频谱为M(f)，载波信号c(t)的傅立叶频谱是C(f),调制信号s(t)的傅立叶频谱S(f)由M(f)和C(f)相卷积得到，因此经过调制之后，基带信号的频谱被搬移到了载频fc处，若模拟基带信号带宽为W，则调制信号带宽为2W，并且频谱中不含有离散的载频分量，只是由于模拟基带信号的频谱成分中不含离散的直流分量。
3、单边带条幅SSB信号双边带抑制载波调幅信号要求信道带宽B=2W, 其中W是模拟基带信号带宽。
从信息论关点开看，此双边带是有剩余度的，因而只要利用双边带中的任一边带来传输，仍能在接收机解调出原基带信号，这样可减少传送已调信号的信道带宽。
单边带条幅SSB AM信号的其表达式：或其频谱图为：三、仿真设计1、流程图：Array2、实验结果&分析讨论实验仿真结果从上至下依次是AM信号、DSB信号、SSB信号。
从仿真结果看，AM调制信号包络清晰，可利用包络检波恢复原信号，接收设备较为简单。
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。
实验一 数字信号源实验(1)
实验一数字信号源实验一、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、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
3、掌握数字信号源电路组成原理。
二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、帧同步信号（FS）、位同步时钟（BS）。
2、用示波器观察NRZ、FS、BS三信号的对应关系。
3、学习电路原理图。
三、基本原理本模块是实验系统中数字信号源，即发送端，其原理方框图如图1-1所示。
本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。
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1110010），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。
本模块有以下测试点及输入输出点：∙ CLK-OUT 时钟信号测试点，输出信号频率为4.433619MHz ∙ BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点，频率为170.5KHz ∙ FS 信源帧同步信号输出点/测试点,频率为7.1KHz∙ NRZ-OUT NRZ信号输出点/测试点图1-3为数字信源模块的电原理图。
图1-1中各单元与图1-3中的元器件对应关系如下：∙晶振CRY：晶体；U1：反相器7404∙分频器US2：计数器74161；US3：计数器74193；US4：计数器40160∙并行码产生器KS1、KS2、KS3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管左起分别与一帧中的24位代码相对应∙八选一US5、US6、US7：8位数据选择器4512∙三选一US8：8位数据选择器4512∙倒相器US10：非门74HC04∙抽样US9：D触发器74HC74图1-1 数字信源方框图图1-2 帧结构下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。
（1）分频器74161进行13分频，输出信号频率为341kHz。
现代通信原理实验指导书1 (1)
实验一 AMI 码、HDB 3码编译码实验一、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 码、HDB 3码的编、译码规则、工作原理及实验方法；3、熟悉从AMI 码、HDB 3码中提取位同步信号的原理及方法。
二、实验内容1、 AMI 编译码实验及位同步信号提取实验。
2、 HDB 3编译码实验及位同步信号提取实验。
三、实验仪器及设备1、20MHZ 双踪示波器 GOS-6021 1台2、函数信号发生器/计数器 SP1641bB 1台3、直流稳压电源 GPS-X303/C 1台4、HDB 3编译码实验箱 1个四、实验原理PCM 信号在电缆信道中传输时一般采用基带传输方式。
但在实际的基带传输系统中，不能简单地将PCM 编码器输出的单极性码序列直接送入信道传输，因为单极性码序列的功率谱中含有丰富的直流分量和较多的低频分量，不适于直接送入用变压器耦合的电缆信道中传输，为了获得优质的传输质量，一般是将单极性码序列进行码型变换，以适应传输信道特性的要求。
(一)传输码型的选择在选择传输码型时，需考虑信号的传输信道特性以及对定时提取的要求等。
归结起来，传输码型的选择，要按以下几个原则考虑:1．码型中应无直流分量，且低频分量少在电缆信道传输时，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1.1 PCM 端机、再生中继器与电缆连接图图1.1是具有远端供电时PCM 端机、再生中继器与电缆连接图，图中变压器起隔离电源的作用，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，如果传输码型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．码型中高频分量应尽量少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，否则会因串话限制信号的传输距离。
通信原理实验指导书
通信原理实验指导书信息工程系目录实验一数字信号源实验 (3)实验二数字调制实验 (7)实验三2ASK、2FSK数字解调实验..............................................1 7 实验四PCM编译码及TDM时分复用实验 (23)实验一数字信号源实验一、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、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
3、掌握数字信号源电路组成原理。
二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、帧同步信号（FS）、位同步时钟（BS）。
2、用示波器观察NRZ、FS、BS三信号的对应关系。
3、学习电路原理图。
三、基本原理本模块是实验系统中数字信号源，即发送端，其原理方框图如图1-1所示。
本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。
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1110010），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。
本模块有以下测试点及输入输出点：∙ CLK-OUT 时钟信号测试点，输出信号频率为4.433619MHz ∙ BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点，频率为170.5KHz ∙ FS 信源帧同步信号输出点/测试点,频率为7.1KHz∙ NRZ-OUT NRZ信号输出点/测试点图1-3为数字信源模块的电原理图。
图1-1中各单元与图1-3中的元器件对应关系如下：∙晶振CRY：晶体；U1：反相器7404∙分频器US2：计数器74161；US3：计数器74193；US4：计数器40160∙并行码产生器KS1、KS2、KS3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管左起分别与一帧中的24位代码相对应∙八选一US5、US6、US7：8位数据选择器4512∙三选一US8：8位数据选择器4512∙倒相器US10：非门74HC04∙抽样US9：D触发器74HC74图1-1 数字信源方框图图1-2 帧结构下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。
(完整word版)AMI与HDB3码波形与功率谱密度实验
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。
此时必须考虑码型选择问题。
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。
实验三数字基带信号的波形和功率谱密度
实验三数字基带信号的波形和功率谱密度实验目的1、通过实验深入理解常用数字基带信号的波形和功率谱密度；2、掌握用MA TLAB绘制常用数字基带信号的波形和功率谱密度的方法；3、练习根据理论分析自行设计实验方法的能力。
实验内容基带信号的时间分辨率为0.001s（即采样频率为1000Hz），共产生2000个二进制码元，每个码元的持续时间为1秒。
要求1：时域波形图显示的横坐标时间范围为0~20s，纵坐标范围为-0.9V~1.1V，注意横坐标、纵坐标及Title，波形线宽为1.5。
实验结果应该如下图所示。
246810121416182000.20.40.60.81二进制单极性不归零基带信号时间(s)电压值(V )要求2：功率谱密度采用归一化dB 形式，显示的横坐标频率范围为-6~6Hz ，纵坐标范围为-80dB~0dB 。
实验结果应该如下图所示。
-6-4-20246-80-70-60-50-40-30-20-100频率(Hz)功率谱幅度值(d B )二进制单极性不归零基带信号功率谱(dB)要求1：时域波形图显示的横坐标时间范围为0~20s ，纵坐标范围为-0.9V~1.1V ，注意横坐标、纵坐标及Title ，波形线宽为1.5。
实验结果应该如下图所示。
246810121416182000.20.40.60.81二进制单极性归零基带信号时间(s)电压值(V )要求2：功率谱密度采用归一化dB 形式，显示的横坐标频率范围为-6~6Hz ，纵坐标范围为-80dB~0dB 。
实验结果应该如下图所示（注意与单极性不归零信号频谱进行比较）。
-80-70-60-50-40-30-20-100频率(Hz)功率谱幅度值(d B )二进制单极性归零基带信号功率谱(dB)要求1：时域波形图显示的横坐标时间范围为0~20s ，纵坐标范围为-1.1V~1.1V ，注意横坐标、纵坐标及Title ，波形线宽为1.5。
实验结果应该如下图所示。
《数字通信原理》实验指导书
《通信原理B》实验指导书（仅供电子工程学院内部使用）实验一、数字信源实验一、实验目的：1、了解单极性码、双极性码、非归零码和归零码等基带信号的产生原理及其波形的特点。
2、掌握AMI码、HDB3码、双相码、CMI码等常用码型的编码规则。
二、实验原理：通过键盘输入基带码序列并在LCD上显示，单片机接收到码序列后，根据相应的编码规则控制模拟开关产生相应的波形输出。
三、实验内容：1、用示波器观察单极性非归零码、单极性归零码、双极性非归零码和双极性归零码波形。
2、用示波器观察AMI码、HDB3码、PST 码、双相码、Miller码和CMI 码波形，并验证是否符合其编码规则。
3、观察各码型的功率谱，分析其差异。
4、分析程序，设计流程图，产生占空比为50％的AMI码。
（选做，可参考实验源程序）四、预习要求：1、复习教材中有关基带信号及常用码型的内容。
2、认真预习本实验指导书的工作原理和实验内容。
3、对于选做实验，自行设计实验方案及测试步骤。
五、实验仪器：1、两路1A直流稳压电源1台2、双踪示波器1台3、实验板1块4、万用表1个5、频谱仪1台六、实验步骤：1、观察实验板功能分布，测试接点位置。
2、调整直流稳压电源输出分别为＋12V和－12V。
3、接通电源，观察LCD显示屏工作状况和相应指示。
4、选择键盘【UP】【DOWN】键，选择实验一，按【SURE】键进入实验模式。
5、用示波器观察TEST3接点输出波形，按【UP】或【DOWN】键切换输出波形类型，记录相应波形并验证其编码规则。
6、观察各种输出波形的功率谱，分析其谱特点。
七、实验报告要求：1、根据实验观察和记录各点波形，并分析波形与理论是否相符。
2、比较各码型特点，及功率谱特点。
实验二、PCM编、译码实验一、实验目的：1、掌握PCM编、译码工作原理。
2、了解非均匀量化方法和过程。
二、实验原理：编码：通过键盘输入基带码序列并在LCD上显示，单片机接收到码序列后，控制D/A 产生模拟电压值，经过信道传输到编码模块，输出PCM码。
单极性归零波形实验报告
华南农业大学实验报告实验项目名称：数据通信模拟实验所属课程名称：数据通信开设时间：2008学年第2学期授课学生：学号：************专业：计算机科学与技术（6）授课人数：人实验课指导教师：单极性归零波形实验报告和分析实验目的从单极性归零波形来看，脉冲出现的时间小于码元的宽度。
代表数字代码的脉冲，在小于码元的时间内总要回到零电平，所以称为归零脉冲。
它的特点是脉冲窄，有利于减小码元间波形的干扰。
由于码元间隔明显，有利于同步时钟的提取。
但由于脉冲窄，码元能量小，在接收端输出信燥比和不归零波形相比低。
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。
实验内容用MATLAB实现单极性归零（RZ）波形的功率谱和时域图，功率谱是用傅立叶来分析的，单极性归零信号设消息代码由二进制符号0、1组成，则单极性归零信号的时域波形如图5-2-4所示，发"1"码时对应于正电位，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，仍然完全不发送电流，所以称这种信号为单极性归零信号。
单极性归零信号的频域波形和功率谱密度波形分别如图5-2-5、图5-2-6所示。
1 时域波形单极性归零信号的时域波形2 频谱波形单极性归零信号的频谱图3 功率谱密度波形单极性归零信号的功率谱密度此代码的文件名为dan.m，一个例子相应的图形如下：参数见图下取样点数＝2^k, k取7每个信号取样点数＝2^z,z= 3f0=取2(kz)N =128总取样点数，Ts =0.5000码元宽度df =0.1250T =8截短时间Bs =8系统带宽代码如下：global dt t f df N Tclose allk=input('取样点数＝2^k, k取10左右'); if isempty(k), k=13; endz=input('每个信号取样点数＝2^z,z<k'); if isempty(z), z=5; endf0=input('f0=取1(kz)左右');if isempty(f0), f0=1; endN=2^kL=2^z;M=N/L;Rb=2;Ts=0.5 %码元宽度是0.5usdt=Ts/L; %时域采样间隔df=1/(N*dt) %MHzT=N*dt %截短时间Bs=N*df/2 %系统带宽f=[-Bs+df/2:df:Bs]; %频域横坐标t=[-T/2+dt/2:dt:T/2]; %时域横坐标EP=zeros(size(f))+eps;for ii1=1:30b=round(rand(1,M)); %产生随机码s=zeros(1,N);for ii=1:L/2;s(ii+[0:M-1]*L)=b;endS=t2f(s); %S是s的傅氏变换a=f2t(S); %a是S的傅氏反变换a=abs(a);P=S.*conj(S)/T; %功率谱EP=(EP*(ii1-1)+P+eps)/ii1;figure(1) %输出的功率画图plot(f,10*log10(EP),'b');gridaxis([-15,15,-100,20]);xlabel('f (KHz)');ylabel('P (V/KHz)') ;title('功率谱图') figure(2) %输出信号波形画图plot(t,a,'b')gridaxis([-3,3,0,1.3]);xlabel('t (ms)');ylabel('s(t) (V)');title('单极性RZ的时域图') end反傅立叶变换function x=f2t(X)global dt df t f T N%x=f2t(X)%x为时域的取样值矢量%X为x的傅氏变换%X与x长度相同并为2的整幂%本函数需要一个全局变量dt(时域取样间隔)X=[X(N/2+1:N),X(1:N/2)];x=ifft(X)/dt;end傅立叶变换function X=t2f(x)global dt df N t f T%X=t2f(x)%x为时域的取样值矢量%X为x的傅氏变换%X与x长度相同,并为2的整幂。
实验三单双极性归零码波形和频谱
end end
% and in double pole form double=single; for ii=1:N
if single(ii)==0 double(ii)=-1;
end end SINGLE=SINGLE+t2f(single,fs)/looptime;
% you decide the length of each sign emp_rate=input('输入占空比：');
looptime=100; for kk=1:looptime % original binary flow imp=round(rand(1,M));
% generate the actual wave in signal pole form single=zeros(1,N); for ii=1:emp_rate*L
实验三 单双极性归零码波形和频谱
八、程序代码
% initialize clear; fs=512*1000; T=1;
N=T*fs; dt=1/fs; t=-T/2:dt:(T/2-dt); df=1/T;
f=-fs/2:df:(fs/2-df);
L=100; M=N/L; Tb=L*dt; Rb=1/Tb; SINGLE=zeros(1,N); DOUBLE=zeros(1,N);
figure(2) subplot(2,1,1) plot(t,double); axis([-T/2,T/2,-1.2,1.2]) title('双极性 NRZ 波形') xlabel('时间(s)') ylabel('幅度(V)') subplot(2,1,2) semilogy(f,abs(DOUBLE).^2); axis([-10*Rb,10*Rb,1e-10,20]) title('双极性 NRZ 功率谱') xlabel('频率(Hz)') ylabel('幅度=SINGLE+t2f(double,fs)/looptim e;
单极性归零(RZ)波形及其Matlab仿真
单极性归零（RZ ）波形及其仿真1. 仿真原理及思路功率信号f (t)的平均功率：()Tf TTT P P(f )df limf t dt∞+-∞-→∞==⎰⎰212。
该信号的双边功率谱密度P(f )为：T T F (f )P(f )limT→∞=2，其中S f T ()是s t ()截短后的傅氏变换，S f T ()2是s t T ()的能量谱，()S f TT 2是s t T ()在截短时间内的功率谱。
对于仿真系统，若x 是时域取样值矢量，X 是对应的傅氏变换，那么x 的功率谱便为矢量P=(X.*conj(X))/T 。
对于采用归零（RZ ）及不归零（NRZ ）矩形脉冲波形的数字信号，可以用简单的方法信号矢量s 。
设a 是码元矢量，N 是总取样点数，M 是总码元数，L 是每个码元内的点数，那么NRZ 信号可这样获得：s=zeros(1,N); for ii=1:L, s(ii+[0:M-1]*L)=a; end对于，若Rt 是要求的占空比，dt 是仿真系统的时域采样间隔，则RZ 信号的产生方法是：s=zeros(1,N); for ii=1:Rt/dt, s(ii+[0:M-1]*L)=a; end首先，利用rand 函数产生一个尺寸为1*M 的矩阵，其元素按均匀分布随机取值于区间[0,1]，并用round 函数对其四舍五入，得到一个随机产生的0,1序列；其次，利用for 循环产生码元长度为L 点，码元为0,1，且占空比为50%的单极性归零码，并画出其波形图；最后，计算该RZ 的功率谱密度，并画出其波形。
2. 程序流程图3. 仿真程序及运行结果 仿真程序：%实验二：画出单极性归零码及其功率谱 close all clear allglobal dt t df N N=2^14; %采样点数 L=64; %每码元的采样点数 M=N/L; %码元数 Rb=2; %码速率为2Mb/s Ts=1/Rb; %码元间隔 dt=Ts/L; %时域采样间隔Rt=0.5; %占空比df=1/(N*dt); %频域采样间隔T=N*dt; %截短时间Bs=N*df/2; %系统带宽t=linspace(-T/2,T/2,N); %时域横坐标f=linspace(-Bs,Bs,N); %频域横坐标EP=zeros(1,N);for jj=1:100a=round(rand(1,M)); %产生M个取值0，1等概的随机码s=zeros(1,N); %产生一个N个元素的零序列for ii=1:Rt*Ts/dts(ii+[0:M-1]*L)=a;%产生单极性归零码endQ=t2f(s); %付氏变换P=Q.*conj(Q)/T; %P为单极性归零码的功率EP=(EP*(jj-1)+P)/jj; %累计平均endaa=30+10*log10(EP+eps);%加eps以避免除以零figure(1)set(1,'Position',[10,350,600,200])%设定窗口位置及大小figure(2)set(2,'Position',[10,50,600,200])%设定窗口位置及大小figure(1)plot(f,aa,'g')xlabel('f(MHZ)')ylabel('Ps(f)')axis([-15,+15, 1.1*min(aa), 1.1*max(aa)])grid onfigure(2)plot(t,s,'r')xlabel('t(ms)')ylabel('s(t)(V)')axis([-10,+10,1.1*min(s),1.1*max(s)])grid on4. 程序结果：输入取样点数=2^k,k=14，得到如下波形：5. 实验结果分析由上图结果可以看单极性归零码序列的功率谱密度不仅含有离散的直流分量及连续谱,而且还包含离散的时钟分量和奇次谐波分量，功率谱主瓣宽度为码元速率2Rb Mb/s 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
looptime=100; for kk=1:looptime % original binary flow imp=round(rand(1,M));
% generate the actual wave in signal pole form singlrate*L
DOUBLE=SINGLE+t2f(double,fs)/looptim e;
end
% let's plot them out figure(1) subplot(2,1,1) plot(t,single); axis([-T/2,T/2,-0.2,1.2]) title('单极性 NRZ 波形') xlabel('时间(s)') ylabel('幅度(V)') subplot(2,1,2) semilogy(f,abs(SINGLE).^2); axis([-10*Rb,10*Rb,1e-10,20]) title('单极性 NRZ 功率谱') xlabel('频率(Hz)') ylabel('幅度(W/Hz)')
实验三 单双极性归零码波形和频谱
八、程序代码
% initialize clear; fs=512*1000; T=1;
N=T*fs; dt=1/fs; t=-T/2:dt:(T/2-dt); df=1/T;
f=-fs/2:df:(fs/2-df);
L=100; M=N/L; Tb=L*dt; Rb=1/Tb; SINGLE=zeros(1,N); DOUBLE=zeros(1,N);
for jj=1:M single(ii+(jj-1)*L)=imp(jj);
end end
% and in double pole form double=single; for ii=1:N
if single(ii)==0 double(ii)=-1;
end end SINGLE=SINGLE+t2f(single,fs)/looptime;
figure(2) subplot(2,1,1) plot(t,double); axis([-T/2,T/2,-1.2,1.2]) title('双极性 NRZ 波形') xlabel('时间(s)') ylabel('幅度(V)') subplot(2,1,2) semilogy(f,abs(DOUBLE).^2); axis([-10*Rb,10*Rb,1e-10,20]) title('双极性 NRZ 功率谱') xlabel('频率(Hz)') ylabel('幅度(W/Hz)')