通信原理实验一 数字基带信号

实验一数字基带信号

20111601310044 陈增贤

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、基本原理

本实验使用数字信源模块和HDB3编译码模块。

1、AMI码原理：将信源代码的‘1’码交替变为‘+1’和‘-1’，而‘0’码保持不变。

2、HDB3码原理：当信源代码中的连‘0’码个数小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+与-1交替变化。当连‘0’码个数大于超过3时，将每4个连‘0’化作一小节定义为B00V，V与前一个相邻的非‘0’码极性相同，相邻的V码极性交替，B的取值可为0，+1，-1（当相邻V码之间含有偶数个非0码时，B取+1或者-1（与前一个非0码反极性），否则B取0）。

四、实验步骤

本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。

1、接好电源线，打开电源开关。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。

2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。

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）；

分析：发光二极管的状态设为1101 1011 0110 1101 1110 1111

3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。

（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码和HDB3码。

分析：以下两个图分别为AMI码和HDB3码的波形

（2）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码是占空比等于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。

分析：以下两个图分别为AMI码和HDB3码的波形

（3）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。

分析：以下两个图分别为AMI码和HDB3码的波形

（4）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（AMI-D）HDB3-D、BPF、BS-R和NRZ ，观察这些信号波形。

分析：将K2,K2,K3置于状态0101 0010 0110 1100 0010 0110，分情况观察波形结果如下。图一：K4接AMI，CH1接NRZ-OUT，CH2接AMI-D

图二：K4接HDB3，CH1接NRZ-OUT，CH2接AMI-D 图三：K4接AMI，CH1接NRZ-OUT，CH2接BPF

图四：K4接HDB3,CH1接NRZ-OUT，CH2接BPF

图五：K4接AMI，CH2接BS-R

图六：K4接HDB3，CH1接NRZ-OUT，CH2接BS-R 图七：K4接AMI，CH1接NRZ-OUT，CH2接NRZ 图八：K4接HDB3，CH1接NRZ-OUT，CH2接NRZ

五、实验报告要求

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？

答：不归零码的特点：脉冲宽度等于码元宽度，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；

归零码的特点：脉冲较窄小于码元宽度，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。

（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：不一定相同，因为信源代码中的‘1’码对应的的AMI码；1；、‘-1’相间出现，二AMI 码中的‘1’，‘-1’不但与信源代码中的‘1’码有关，而且还与信源代码中的‘0’码有关。

2.设代码为全1，全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出AMI及HDB3码的代码和波形。

答：信源代码 1 1 1 1 1 1 1 1

AMI 1 -1 1 -1 1 -1 1

HDB3 1 -1 1 -1 1 -1 1

信源代码 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

AMI 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

HDB3 0 0 0 +V -B 0 0 -V +B 0 0 -V

信源代码 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 AMI 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 HDB3 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 -V 0 1 -1 +B 0 0 +V -1 0 0 0 -V 0 0