通信原理實驗指導(dǎo)書

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1、通信原理湖南文理學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院2012年2月目錄實驗一數(shù)字基帶與頻帶信號實驗3實驗二同步控制實驗12實驗三模擬信號數(shù)字化及其調(diào)制解調(diào)實驗31實驗四通信系統(tǒng)實驗37實驗一數(shù)字基帶與頻帶信號實驗第一部分?jǐn)?shù)字基帶信號部分一、實驗?zāi)康?、了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號波形特點。2、掌握AMI、HDB3的編碼規(guī)則。3、掌握從HDB3碼信號中提取位同步信號的方法。4、掌握集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)特點。5、了解HDB3（AMI）編譯碼集成電路CD22103。二、實驗內(nèi)容1、用示

2、波器觀察單極性非歸零碼（NRZ）、傳號交替反轉(zhuǎn)碼（AMI）、三階高密度雙極性碼（HDB3）、整流后的AMI碼及整流后的HDB3碼。2、用示波器觀察從HDB3碼中和從AMI碼中提取位同步信號的電路中有關(guān)波形。3、用示波器觀察HDB3、AMI譯碼輸出波形。三、基本原理本實驗使用數(shù)字信源模塊、HDB3編譯碼模塊和可編程邏輯器件模塊。1、數(shù)字信源本模塊是整個實驗系統(tǒng)的發(fā)終端。本單元產(chǎn)生NRZ信號，信號碼速率約為170.5KB，幀結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。幀長為24位，其中首位無定義，第2位到第8位是幀同步碼（7位巴克

3、碼1110010），另外16位為2路數(shù)據(jù)信號，每路8位。此NRZ信號為集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號。發(fā)光二極管亮狀態(tài)表示1碼，熄狀態(tài)表示0碼。圖1-1幀結(jié)構(gòu)本模塊有以下測試點及輸入輸出點：·CLK晶振信號測試點·BS-OUT信源位同步信號輸出點/測試點·FS信源幀同步信號輸出點/測試點·NRZ-OUTNRZ信號輸出點/測試點FS信號可用作示波器的外同步信號，以便觀察2DPSK等信號。FS信號、NRZ-OUT信號之間的相位關(guān)系如圖1-2所示，圖中NRZ-OUT的無定義位為0，幀同步碼為1110010，數(shù)據(jù)

4、1為11110000，數(shù)據(jù)2為00001111。FS信號的低電平、高電平分別為4位和8位數(shù)字信號時間，其上升沿比NRZ-OUT碼第一位起始時間超前一個碼元。圖1-2FS、NRZ-OUT波形2.HDB3編譯碼原理框圖如圖1-3所示。本單元有以下測試點及輸出點：·NRZ_IN編碼器輸入信號·BS_IN位同步輸入信號·NRZ_OUT譯碼器輸出信號·BS-OUT鎖相環(huán)輸出的位同步信號·（AMI）HDB3編碼器輸出信號·（AMI）HDB3-D（AMI）HDB3整流輸出信號圖1-3HDB3編譯碼方框圖本模塊上的開關(guān)

5、K1用于選擇碼型，K1位于左邊（A端）選擇AMI碼，位于右邊（H端）選擇HDB3碼。下面簡單介紹AMI、HDB3碼編碼規(guī)律。AMI碼的編碼規(guī)律是：信息代碼1變?yōu)閹в蟹柕?碼即+1或-1，1的符號交替反轉(zhuǎn)；信息代碼0的為0碼。AMI碼對應(yīng)的波形是占空比為0.5的雙極性歸零碼，即脈沖寬度τ與碼元寬度（碼元周期、碼元間隔）TS的關(guān)系是τ=0.5TS。HDB3碼的編碼規(guī)律是：4個連0信息碼用取代節(jié)000V或B00V代替，當(dāng)兩個相鄰V碼中間有奇數(shù)個信息1碼時取代節(jié)為000V，有偶數(shù)個信息1碼（包括0個信息1碼）

6、時取代節(jié)為B00V，其它的信息0碼仍為0碼；信息碼的1碼變?yōu)閹в蟹柕?碼即+1或-1；HDB3碼中1、B的符號符合交替反轉(zhuǎn)原則，而V的符號破壞這種符號交替反轉(zhuǎn)原則，但相鄰V碼的符號又是交替反轉(zhuǎn)的；HDB3碼是占空比為0.5的雙極性歸零碼。設(shè)信息碼為00000110000100000，則NRZ碼、AMI碼，HDB3碼如圖1-4所示。譯碼時，需將AMI或HDB3碼變換成兩路單極性信號分別送到CD22103的第11、第13腳，此任務(wù)由雙/單變換電路來完成。當(dāng)信息代碼連0個數(shù)太多時，從AMI碼中較難于提取穩(wěn)定

7、的位同步信號，而HDB3中連0個數(shù)最多為3，這對提取高質(zhì)量的位同信號是有利的。這也是HDB3碼優(yōu)于AMI碼之處。HDB3碼及經(jīng)過隨機化處理的AMI碼常被用在PCM一、二、三次群的接口設(shè)備中。在實用的HDB3編譯碼電路中，發(fā)端的單/雙極性變換器一般由變壓器完成；收端的雙/單極性變換電路一般由變壓器、自動門限控制和整流電路完成，本實驗?zāi)康氖钦莆誋DB3編碼規(guī)則，及位同步提取方法，故對極性變換電路作了簡化處理，不一定符合實用要求。圖1-4NRZ、AMI、HDB3關(guān)系圖圖1-7HDB3編譯碼電路圖CD22103

8、的引腳及內(nèi)部框圖如圖1-5所示，引腳功能如下：圖1-10CD22103的引腳及內(nèi)部框圖（1）NRZ-IN編碼器NRZ信號輸入端；（2）CTX編碼時鐘（位同步信號）輸入端；（3）HDB3/AMI　碼型選擇端：接TTL高電平時，選擇HDB3碼；接　TTL低電平時，選擇AMI碼；（4）NRZ-OUTHDB3譯碼后信碼輸出端；（5）CRX碼時鐘（位同步信號）輸入端；（6）RAIS告警指示信號（AIS）檢測電路復(fù)位端，負(fù)脈沖有效；（7）AISAIS信