通信原理实验指导书(26页)

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1、通信原理实验指导书（26页）通信原理实验指导书实验一一、实验冃的HDB3码型变换实验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、掌握HDB3码的位同步码的提取方法。二、实验内容1、观察HDB3编译码的各种波形；2、观察全0码和全1码时的HDB3码的编码波形；3、观察从HDB3编码信号中提取位同步信号的过程。三、实验原理AMI码编码原理：信息代码［变为带冇符号的1码即+1或J,1的符号交替反转；信息代码0仍为0码。因此，AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码，即脉冲宽度t与码元宽度（码元周期、码元间隔

2、）Ts的关系是I=0.5TSoAMI码的主要特点是无直流成分，接收端收到的码元极性与发送端完全相反也能正确判断。译码时只需把AMI码经过全波整流就可以变为单极性码。HDB3码的编码原理：HDB3码主耍解决AMI码在连0过多时同步提取困难的问题。编码时，将4个连0信息码用取代节000V或B00V代替，当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节码000V；有偶数个信息1码（包括0个）时取代节为BOOV,其它的信息0码仍为0码。这样，信息码的1码变为带有符号的1码即+1或J,HDB3码屮1、B的符号符合交替反转原则，而V的符号破坏这种符号交替反转原则，

3、但相邻V码的符号又是交替反转的。因此，HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。设信息码为0000011000010000,则NRZ码、AMI码、HDB3码如图2-1所示。信息代码NRZ波AMI码-1AMI波形HDB3码-1-BHDB3波形图1-1NRZ、AMKHDB3关系图分析表明，AMI码及HDB3码的功率谱如图所示,它不含有离散谱fs成分（fs=l/T,等于位同步信号的频率）。在通信的终端需将它们译码成为NRZ码才能送到数字终端机或数模转换电路。因此，在做译码时必须提供位同步信号。工程上，一般将AMI或HDB3码数字信号进行整流处理,得到占

4、空比为0.5的单极性归零码(RZ

5、t二0.5TS),该信号的功率谱如图1-2所示。由于整流后的AMI、HDB3码中含有离散谱fs,故采用一个窄带滤波器可以1通信原理实验指导书得到频率为fs的正弦波，整形处理后即可得到位同步信号。图1-2AMKHDB3、RZ?0.5Ts频谱HDB3码的编译码原理框图及其电路原理图分别如图1・3、图1・4所示。本单元采用集成电路CD22103对HDB3进行编译码，其第3脚接+5V时为HDB3编译码器，接地时为AMI编译码器。编码时，HDB3编码器的输入信号NRZ码及位同步信号BS来自数字信号源单元，通过HDB3编译码

6、器输出两路并行信号+H-OUT和・H・OUT,它们都是半占空比的正脉冲信号，分别与HDB3码的正极性信号及负极性信号相对应，这两路信号经单/双极性变换后得到HDB3码。图1-3HDB3编译码方框图欲对HDB3信号译码得到NRZ信号，必须从HDB3信号中提取位同步。由于HDB3信号本身不含有位同步频率成分，故不能从HDB3信号屮提取位同步。双/单极性变换器及相加器构成一个整流器，HDB3整流后得到的HDB3-D信号含有位同步信号频率离散谱。由于位同步频率比较低，很难将有源带通滤波器的带宽做的很窄。因此，带通1输出信号BF是一个幅度和周期都不恒定的正

7、弦信号，此信号经过LM318限幅放大、整形后得到幅度稳定、周期变化的脉冲信号，但仍不能将此信号作为译码器的位同步信号，需经CD4046滤波后才能得到恒定的周期位同步信号，该信号即可作为HDB3译码器的时钟信号。CD4046是一个电荷泵锁相环，当锁相环的自然谐振频率足够小时，对输入的电压信号可等效为窄带滤波器。本单元中通过CD4046构成一个Q值约为35的窄带滤波器，从而输出一个符合译码器要求的位同步信号。译码时，将位同步信号BS・R、HDB3码变换成的两路单极性信号分别送到CD22103的第2通信原理实验指导书5、11.13脚,即可得到译码输出信

8、号NRZ。当信息代码连0个数太多时，从AMI码中较难于提取稳定的位同步信号，而HDB3中连0个数最多为3,这是提取高质量的位同步信号是有利的。这也是HDB3码优于AMI码之处。因此，HDB3码及经过随机化处理的AMI码常被用在PCM—、二、三次群的接口设备中。在实用的HDB3编译码电路中，发端的单/双极性变换器一般由变压器完成；收端的双/单极性变换电路一般由变压器、自动门限控制和整流电路完成。本实验的目的是掌握HDB3编码的规则，及位同步提取方法，故对极性变换电路做了简化处理，不一定符合应用耍求。四、实验步骤用TP012作为示波器的外同步信号，进

9、行以下测量。1、接通电源，按下开关KI、K2、K100,使电路工作；2、拨动波码开关SW001、SW002、SW003,使数字信号源产生