文档介绍：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
实验名称
数字基带信号
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。
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,,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1110010),另外16位为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74161;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74HC74
2. 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:
· 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1-6 HDB3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: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与码元宽度(码元周期、码元间隔)TS的关系是τ=。
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;。
设信息码为0000 0110 0001 0000 0,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