信息论与编码实验书

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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51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4851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

2、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。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170.5KB51，帧结构

3、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。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；U

4、1：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

5、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Q0、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。51分频器输出的S1、S2、S3、S

6、4、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1-1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CBASTRY0000x00010x10100x201

7、10x31000x41010x51100x61110x7ΦΦΦ10（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51图1-1中的NRZ信号的脉冲上升沿或下降沿比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

8、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1110010，数据1为11110000