信息论与编码实验书.doc

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1、实验指导书信息论与编码浙江求是科教设备有限公司2010年11月目录实验一数字基带信号实验1实验二码型变换11实验三5B6B编译码实验15实验四汉明码编码实验20实验五汉明码编译码实验二23实验六话音信号多编码通信系统实验29实验七帧同步实验32实验八数字多路数据单路传输实验38实验九全数字锁相环与位同步实验42实验十噪声及其对通信系统的干扰实验48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、HDB3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

2、构特点。5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。二、实验要求通过本实验了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点；掌握AMI、HDB3的编码规则；掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。三、实验原理本实验使用数字信源模块、HDB3/AMI编译码模块。1、数字信源图1-1数字信源方框图本模块是整个实验系统的发终端，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），另外16位为2路数据信号，每路8位。此NRZ信号为

3、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。图1-2帧结构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·FS信源帧同步信号输出点/测试点·NRZ-OUTNRZ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74LS04·分频器U2：计数器74LS161；U3：计数器74LS193；U4：计数器74LS160·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

4、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74LS151·三选一U8：8位数据选择器74S151·倒相器U20：非门74LS04·抽样U9：D触发器74HC74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74LS161进行13分频，输出信号频率为341kHz。74LS161是一个4位二进制加计数器，预置在3状态。BS为位同步信号，频率为170.5kHz。S1、S2、S3为3个选通信号，频率分别为BS信号频率的1/2、1/4和1/8。74LS193是一个4位二进制加/减计数器，当CPD=PL=1、MR=0时，可在Q

5、0、Q1、Q2及Q3端分别输出上述4个信号。74SL160是一个二一十进制加计数器，预置在7状态，完成÷3运算，在Q0和Q1端分别输出选通信号S4、S5，这两个信号的频率相等、等于S3信号频率的1/3。分频器输出的S1、S2、S3、S4、S5等5个信号的波形如图1-4（a）和1-4（b）所示。（2）八选一采用8路数据选择器4512，它内含了8路传输数据开关、地址译码器和三态驱动器，其真值表如表1-1所示。U5、U6和U7的地址信号输入端A、B、C并连在一起并分别接S1、S2、S3信号，它们的8个数据信号输入端D0~D7分别K1、K2、K3输出的8个并行信号连接。由表1

6、-1可以分析出U5、U6、U7输出信号都是码速率为170.5KB、以8位为周期的串行信号。表1-174LS151真值表CBASTRY0000x00010x10100x20110x31000x41010x51100x61110x7ΦΦΦ10（3）三选一三选一电路原理同八选一电路原理。S4、S5信号分别输入到U8的地址端A和B，U5、U6、U7输出的3路串行信号分别输入到U8的数据端D3、D0、D1，U8的输出端即是一个码速率为170.5KB的2路时分复用信号，此信号为单极性不归零信号（NRZ）。图1-4分频器输出信号波形（4）倒相与抽样图1-1中的NRZ信号的脉冲上升沿

7、或下降沿比BS信号的下降沿稍有点迟后。在实验二的数字调制单元中，有一个将绝对码变为相对码的电路，要求输入的绝对码信号的上升沿及下降沿与输入的位同步信号的上升沿对齐，而这两个信号由数字信源提供。倒相与抽样电路就是为了满足这一要求而设计的，它们使NRZ-OUT及BS-OUT信号满足码变换电路的要求。图1-3数字信源电原理图FS信号可用作示波器的外同步信号，以便观察2DPSK等信号。FS信号、NRZ-OUT信号之间的相位关系如图1-5所示，图中NRZ-OUT的无定义位为0，帧同步码为，数据1为，数据2为。FS信号的低电平、高电平分别为4位和8位数字信号时间