通信原理实验指导书

通信原理实验指导书

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1、通信原理湖南文理学院电气与信息工程学院2012年2月40目录实验一数字基带与频带信号实验3实验二同步控制实验12实验三模拟信号数字化及其调制解调实验31实验四通信系统实验3740实验一数字基带与频带信号实验第一部分数字基带信号部分一、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构特点。5、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。二、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

2、)、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。三、基本原理本实验使用数字信源模块、HDB3编译码模块和可编程逻辑器件模块。1、数字信源本模块是整个实验系统的发终端。本单元产生NRZ信号,信号码速率约为170.5KB,帧结构如图1-1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

3、1码,熄状态表示0码。图1-1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40·NRZ-OUTNRZ信号输出点/测试点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1-2所示,图中NRZ-OUT的无定义位为0,帧同步码为1110010,数据1为11110000,数据2为00001111。FS信号的低电平、高电平分别为4位和8位数字信号时间,其上升沿比NRZ-OUT码第一位起始时间超前一个码元。图1-2FS、NRZ-O

4、UT波形2.HDB3编译码原理框图如图1-3所示。本单元有以下测试点及输出点:·NRZ_IN编码器输入信号·BS_IN位同步输入信号·NRZ_OUT译码器输出信号·BS-OUT锁相环输出的位同步信号·(AMI)HDB3编码器输出信号·(AMI)HDB3-D(AMI)HDB3整流输出信号图1-3HDB3编译码方框图40本模块上的开关K1用于选择码型,K1位于左边(A端)选择AMI码,位于右边(H端)选择HDB3码。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

5、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=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,则NRZ码、AMI

6、码,HDB3码如图1-4所示。译码时,需将AMI或HDB3码变换成两路单极性信号分别送到CD22103的第11、第13脚,此任务由双/单变换电路来完成。当信息代码连0个数太多时,从AMI码中较难于提取稳定的位同步信号,而HDB3中连0个数最多为3,这对提取高质量的位同信号是有利的。这也是HDB3码优于AMI码之处。HDB3码及经过随机化处理的AMI码常被用在PCM一、二、三次群的接口设备中。在实用的HDB3编译码电路中,发端的单/双极性变换器一般由变压器完成;收端的双/单极性变换电路一般由变压器、自动门限控制和整流电路完成,本实验目的是掌握HDB3编码规则,及位同步

7、提取方法,故对极性变换电路作了简化处理,不一定符合实用要求。图1-4NRZ、AMI、HDB3关系图图1-7HDB3编译码电路图40CD22103的引脚及内部框图如图1-5所示,引脚功能如下:图1-10CD22103的引脚及内部框图(1)NRZ-IN编码器NRZ信号输入端;(2)CTX编码时钟(位同步信号)输入端;(3)HDB3/AMI 码型选择端:接TTL高电平时,选择HDB3码;接 TTL低电平时,选择AMI码;(4)NRZ-OUTHDB3译码后信码输出端;(5)CRX码时钟(位同步信号)输入端;(6)RAIS告警指示信号(AIS)检测电路复位端,负脉冲有效;

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