数字基带信号与AMI HDB3译码器.docx
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数字基带信号与AMIHDB3译码器
本科学生设计性实验报告
项目组长学号
成员
专业班级
实验项目名称数字基带信号
指导教师及职称
开课学期2013至2014学年1学期
上课时间2013年9月18日
一、实验设计方案
实验名称:
数字基带信号与AMI/HDB3译码器
实验时间:
2013.9.18
小组合作:
是○否○
小组成员:
1、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。
2、实验场地及仪器、设备和材料
实验场地:
枫林园W210
实验仪器及设备:
通信原理试验箱
实验材料:
实验指导书以及课本
3、实验思路(实验内容、数据处理方法及实验步骤等)
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。
实验步骤:
本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。
1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。
接好电源线,打开电源开关。
2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。
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,进行下列观察:
(1)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);
(2)用开关K1产生代码×1110010(×为任意代码,1110010为7位帧同步码),K2、K3产生任意信息代码,观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构,和NRZ码特点。
3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。
仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。
(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(开关K4置于左方AMI端)波形和HDB3码(开关K4置于右方HDB3端)波形。
再将K1、K2、K3置为全0,观察全0码对应的AMI码和HDB3码。
观察时应注意AMI、HDB3码的码元都是占空比为0.5的双极性归零矩形脉冲。
编码输出AMI-HDB3比信源输入NRZ-OUT延迟了4个码元。
(2)将K1、K2、K3置于011100100000110000100000态,观察并记录对应的AMI码和HDB3码。
(3)将K1、K2、K3置于任意状态,K4先置左方(AMI)端再置右方(HDB3)端,CH1接信源单元的NRZ-OUT,CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ,观察这些信号波形。
观察时应注意:
HDB3单元的NRZ信号(译码输出)滞后于信源模块的NRZ-OUT信号(编码输入)8个码元。
DET是占空比等于0.5的单极性归零码。
BPF信号是一个幅度和周期都不恒定的准正弦信号,BS-R是一个周期基本恒定(等于一个码元周期)的TTL电平信号。
信源代码连0个数越多,越难于从AMI码中提取位同步信号(或者说要求带通滤波的Q值越高,因而越难于实现),而HDB3码则不存在这种问题。
本实验中若24位信源代码中连零很多时,则难以从AMI码中得到一个符合要求的稳定的位同步信号,因此不能完成正确的译码(由于分离参数的影响,各实验系统的现象可能略有不同。
一般将信源代码置成只有1个“1”码的状态来观察译码输出)。
若24位信源代码全为“0”码,则更不可能从AMI信号(亦是全0信号)得到正确的位同步信号。
指导老师对实验设计方案的意见
指导老师签名:
年月日
二、实验结果与分析
1、实验目的、场地及仪器、设备和材料、实验思路等见实验设计方案
2、实验现象、数据及结果
(1)示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT,由数字信源模块输入信号11110001111000011110000,由示波器观察到输出波形,如图所示:
(2)用开关K1产生代码×1110010(×为任意代码,1110010为7位帧同步码),K2、K3产生任意信息代码,观察给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构,和NRZ码特点,如图所示:
(3)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(开关K4置于左方AMI端)波形,如图所示:
(4)将信源模块的K1、K2、K3每一位都置1,观察到全一码对应的HDB3码波形,如图所示:
(5)将信源模块的K1、K2、K3每一位都置0,观察到全一码对应的AMI码波形:
(6)将信源模块的K1、K2、K3每一位都置0,观察到全一码对应的HDB3码波形,如图所示:
(7)将K1、K2、K3置于011100100000110000100000分别有示波器得到对应的AMI码的波形,如图所示:
(8)将K1、K2、K3置于011100100000110000100000分别有示波器得到对应的HDB3码的波形,如图所示:
(9)将K1K2K3置于任意状态,K4分别置AMI、HDB3,CH2依次接DETBPFBS-RNRZ得到波形如下所示,如图所示:
3、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论
(1)与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码的波形完全一样。
(2)由示波器显示的波形可以看出HDB3单元的NRZ信号(译码输出)滞后于信源模块的NRZ-OUT信号(编码输入)8个码元。
(3)BPF信号是一个幅度和周期都不恒定的准正弦信号,BS-R是一个周期基本恒定(等于一个码元周期)的TTL电平信号。
(4)当信息码全是零时,想从AMI码中得到一个符合要求的稳定的位同步信号很困难,但是HDB3码则不存在这种问题,可以提取出信号。
4、结论
通过此次实验,可以总结出:
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。
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。
5、实验总结
1本次实验成败之处及其原因分析
实验开始前,检查了试验箱和示波器及数据连接线是否有问题,之后开始实验,但是实验中途有些波形调试不出来,经老师指点后,波形成功显示出来。
以后得多多练习示波器的用法。
⑵本实验的关键环节及改进措施
做好本实验需要把握的关键环节
提前预习好理论知识,在实验过程中结合理论知识进行;实验仪器的检查也至关重要;示波器的操作要熟练。
若重做本实验,为实现预期效果,仪器操作和实验步骤应如何改善
实验前检查仪器是否正常工作,在实验过程中认真仔细,尽量选取一些易于我们分析的信息代码,反复验证。
2实验的自我评价:
实验前的仪器检测,基本理论知识的掌握,对示波器的基本操作等都都不是特别熟悉,应当努力加强。
不过我们团队合作的很好,都积极参与其中并且认真探讨,让我们对理论知识也有了更好的理解和巩固
指导老师评语及得分:
签名:
年月日
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