中南大学通信原理实验报告(截图完整).doc

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1、中南大学《通信原理》实验报告学生姓名指导教师学院专业班级完成时间数字基带信号1、实验名称数字基带信号2、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。3、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A

2、MI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。4、基本原理（简写）本实验使用数字信源模块和HDB3编译码模块。1、数字信源本模块是整个实验系统的发终端，模块内部只使用+5V电压，其原理方框图如图1-1所示，电原理图如图1-3所示（见附录）。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），另外16位

3、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，实验电路中数据码用红色发光二极管指示，帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。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晶振信号测试点·BS-OUT信源位同步信号输出点/测试点（2个）·FS信源帧同步信号输出点/测试点·NRZ-OUT(AK)NRZ信号(绝对码)输出点/测试点（4个）图1-1中各单元与电路板上元器件对应关系如下：·晶振CRY：晶体；U1：反相器7404·分频器U2：计数器7

4、4161；U3：计数器74193；U4：计数器40160·并行码产生器K1、K2、K3：8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U5、U6、U7：8位数据选择器4512·三选一U8：8位数据选择器4512·倒相器U20：非门74HC04·抽样U9：D触发器74HC742.HDB3编译码原理框图如图1-6所示。本模块内部使用+5V和-5V电压，其中-5V电压由-12V电源经三端稳压器7905变换得到。本单元有以下信号测试点：·

5、NRZ译码器输出信号·BS-R锁相环输出的位同步信号·（AMI）HDB3编码器输出信号·BPF带通滤波器输出信号·DET（AMI）HDB3整流输出信号图1-6HDB3编译码方框图本模块上的开关K4用于选择码型，K4位于左边A（AMI端）选择AMI码，位于右边H（HDB3端）选择HDB3码。图1-6中各单元与电路板上元器件的对应关系如下：·HDB3编译码器U10：HDB3编译码集成电路CD22103A·单/双极性变换器U11：模拟开关4052·双/单极性变换器U12：非门74HC04·相加器U17：

6、或门74LS32·带通滤波器U13、U14：运放UA741·限幅放大器U15：运放LM318·锁相环U16：集成锁相环CD4046信源部分的分频器、三选一、倒相器、抽样以及(AMI)HDB3编译码专用集成芯片CD22103等电路的功能可以用一片EPLD（EPM7064）芯片完成，说明见附录四。下面简单介绍AMI、HDB3码编码规律。AMI码的编码规律是：信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1，1的符号交替反转；信息代码0的为0码。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τ与码

7、元宽度（码元周期、码元间隔）TS的关系是τ=0.5TS。HDB3码的编码规律是：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码时取代节为000V，有偶数个信息1码（包括0个信息1码）时取代节为B00V，其它的信息0码仍为0码；信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1；HDB3码中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，但相邻V码的符号又是交替反转的；HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。设信息码为00000110000100000，

8、则NRZ码、AMI码，HDB3码如图1-8所示。分析表明，AMI码及HDB3码的功率谱如图1-9所示，它不含有离散谱fS成份（fS=1/TS，等于位同步信号频率）。在通信的终端需将它们译码为NRZ码才能送给数字终端机或数模转换电路。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，得到占空比为0.5的单极性归零码（RZ

9、τ=0.5TS）。这种信号的功率谱也在图1-9中给出。由于整流后的AMI、HDB3码中含有离散谱fS，故可用一个窄带滤波器得到频率