喊我灬双哥哥
范文一：amihdb3码型变换实验
实验三AMI/HDB3码型变换实验
一、实验目的和要求
1、了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3码的编码规则。
2、熟悉HDB3码的基本特征。
3、熟悉HDB3码的编译码器工作原理和实现方法。
4、测量电路关键部件的波形。
二、实验仪器
1、ZH5001通信原理综合实验系统 一台
2、DSO-X-2012A,数字示波器 一台
三、实验原理与说明
AMI码的全称是传号交替反转码。这是一种将消息代码0(空号)和1(传号)按如下规则进行编码的码:代码的0仍然变换为传输码的0，而把代码中的1交替地变换为传输码的+1、-1、+1、-1??
由于AMI码的传号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。由此看出这种基带信号无直流成分，且只有很小 的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。
由AMI码的编码规则看出，它已经从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，即把一个二进制符号变成了一个三进制符号。把一个二进制符号变成了一个三进制符号所构成的编码称为1B/1T码型。
AMI码除有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观察误码情况等优点它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。但是，AMI码有个重要缺点即接收端从该信号中获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串因而会造成提取定时信号的困难。
为了保持AMI码的优点而克服其缺点，人们提出了许多种类的改进AMI码，HDB3码就是其中有代表的一种。
HDB3 码的全称是三阶高密度双极性码。它的编码原理是这样的:先把消息代码变换成AMI码，然后去检查AMI码的连0串情况，当没有4个以上连0串时，
则这时的AMI码就是HDB3码;当出现4个以上连0时，则将每四个连0小段的第四个0变换成与其前一非0符号同极性的符号。显然这样做可能破坏 “极性交替反转”的规律。这个符号就称为破坏符号用V符号表示(即+1记为+v，-记为-v )。 为使附加V符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性，还必须保证相邻V 符号也应极性交替。当相邻符号之间有奇数个非0符号时则是能得到保证的;当有偶数个非0符号时则就得不到保证，这时再将该小段的第1个0变换成+B或-B符号的极性与前非0符号的相反，并让后面的非0符号从V符号开始再交替变化 。
虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码却比较简单。从上述原理看出每个破坏符号V总是与前非0符号同极性(包括B在内)。这就是说，从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V于是也断定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4个连 0码，再将所有1变成+1后便得到原消息代码。
HDB3码是CCITT推荐使用的线路编码之一。HDB3码的特点是明显，它除了保持AMI码的优点外，还增加了使连0串减少到至多3个的优点，这对于定时信号的恢复是十分有利的。AMI/HDB3频谱示意图参见下图3.1。
归
一
化
功
率
谱
图3.1AMI/HDB3频谱示意图
在通信原理综合试验箱中，采用了CD22103专用芯片(UD01)实现AMI/HDB3的编译码实验，在该电路模块中，没用采用复杂的线圈耦合的方法来实现HDB3码字的转换，而是采用运算放大器(UD02)完成对AMI/HDB3输出进行电平变换。变换输出为双极性码或单极性码。由于AMI/HDB3为归零码，含有丰富的时钟分量，因此输出数据直接送到位同步提取锁相环(PLL)提取接收时钟。接收时钟
的锁相环(PLL)提取电路框图见实验二锁相环一节。
输入的码流进入UD01的1脚(TPD01)，在2脚(TPD02)时钟信号的推动下输入UD01的编码单元，HDB3与AMI由跳线开关KD03选择，编码之后的结果在UD01的14(TPD03)、15(TPD04)脚输出。输出信号的电路上直接返回到UD01的11、13脚，由UD01内部译码单元进行译码。通常译码之后TPD07与TPD01的波形应一致，但由于当前的输出HDB3码字可能与前4个码字有关，因而HDB3的编译码时延较大。运算放大器UD02A构成一个差分放大器，用来将线路输出的HDB3码变换为双极性码输出(TPD05)。运算放大器UD02B构成一个相加器，用来将线路输出的HDB3码变换为单极性码输出(TPD08)。
跳线开关KD01用于输入编码信号选择:当KD01设置在Dt位置时(左端)，输入编码信号来自复接模块的TDM桢信号;当KD01设置在M位置时(右端)，输入编码信号来自本地的m序列，用于编码信号观测，本地的m序列格式受CMI编码模块跳线开关KX02控制:KX02设置在1_2位置(右端)，为15位周期m序列(111100010011010);KX02设置在2_3位置(右端)，为7位周期m序列(1110010)。
跳线开关KD02用于选择将双极性码或单极性码送到未同步提取锁相环提取收时钟:当KD02设置在1_2位置(左端)，输出为双极性码;当KD02设置在2_3位置(右端)，输出为单极性码。
跳线开关KD03用于AMI或HDB3方式选择:当KD03设置在HDB3状态时，UD01完成HDB3编译码系统;当KD03设置在AMI状态时，UD01完成AMI编译码系统。
该模块内各测试点的安排如下。
1、TPD01:编码输入数据(256Kbps)
2、TPD02:256KHz编码输入时钟(256KHz)
3、TPD03:HDB3输出+
4、TPD04:HDB3输出-
5、TPD05:HDB3输出(双极性码)
6、TPD06:译码输入时钟(256KHz)
7、TPD07:译码输出数据(256Kbps)
8、TPD08:HDB3输出(单极性码)
四、实验内容
1、AMI码编码规则验证。
2、AMI码译码和时延测量。
3、AMI编码信号中同步时钟分量定性观测。
4、AMI译码位定时恢复测量。
5、HDB3码编码规则验证。
6、HDB3码译码和时延测量。
7、HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测。
8、HDB3译码位定时恢复测量。
五、实验结果
1、实验数据及测试波形
AMI码方式，产生7位周期m序列 AMI码方式，产生7位周期m序列 同步信号与双极性编码数据波形 同步信号与单极性编码数据波形
AMI码方式，产生15位周期m序列 AMI码方式，产生15位周期m序列 同步信号与双极性编码数据波形 同步信号与单极性编码数据波形
AMI码方式，产生全1码 AMI码方式，产生全0码 同步信号与双极性编码数据波形 同步信号与双极性编码数据波形
AMI码产生15位M序列，编译码数据延时33.8us AMI码产生7位M序列，编译码数据延时33.8us
AMI码产生15位M序列，单极性码 AMI码产生15位M序列，双极性码 模拟锁相环波形 模拟锁相环波形
1、AMI编码信号转换为单极性码时，时钟分量更丰富。因为双极性码的时钟相互抵消了。 2、接收机应将接收到的信号转换为单极性码有利于收端位定时电路对接受时钟进行提取。
AMI码产生全1码，单极性码 AMI码产生全1码，双极性码 模拟锁相环波形 模拟锁相环波形
AMI码产生全0码，单极性码 AMI码产生全0码，双极性码 模拟锁相环波形 模拟锁相环波形 具有长连0码格式的数据在AMI编译码在传输数据时无法同步。
AMI码定时恢复，产生15位M序列，单极性码 AMI码定时恢复，产生15位M序列，双极性码
时钟测试点波形 时钟测试点波形 从上两图可以看出时钟同步相位有偏差，但频率上同步。
AMI码定时恢复，全1码，单极性码
时钟测试点波形
HDB3码，产生7位周期m序列 HDB3码，产生7位周期m序列 同步信号与双极性编码数据波形 同步信号与单极性编码数据波形 由上两图可知，满足AMI编码关系。
HDB3码，产生15位周期m序列 HDB3码，产生15位周期m序列 同步信号与双极性编码数据波形 同步信号与单极性编码数据波形
HDB3码，产生全1码 HDB3码，产生全1码 同步信号与双极性编码数据波形 同步信号与单极性编码数据波形
HDB3码，产生15位M序列时， HDB3码，产生7位M序列时， 编译码延时33.8us 编译码延时33.8us
HDB3码，产生15位M序列，单极性码 HDB3码，产生15位M序列，双极性码 模拟锁相环波形 模拟锁相环波形
HDB3码编码信号转换为双极性码时的时钟分量丰富。
HDB3码，产生全1码，单极性码 HDB3码，产生全0码，单极性码 模拟锁相环波形 模拟锁相环波形
在HBD3中全1码与全0码输出不同。
HDB3码定时恢复，单极性码 HDB3码定时恢复，双极性码 HDB3码定时恢复时单极性频率同步，而双极性不同步，因此要将双极性码转换为单极性进行定时提取。
HDB3码定时恢复，全1码，单极性码
2、分析AMI码和HDB3码收时钟提取电路受输入数据影响的关系。
对于AMI码提取定时分量时不易，其输入数据只能对其产生更多误码的可能。
而对于HDB3码，在ANI的基础上改进了连0个数多的问题，为其增加了可提取定时分量。
六、实验体会
通过本次实验，我了解到了二进制单极性码变换为AMI/HDB3码的编码规则，并且熟悉了HDB3码的基本特征、编译码器工作原理和实现方法。更重要的是对于不同输入的测量电路关键部件的波形有了更多的了解。
范文二：通信141-实验2 amihdb3码型变换实验精要
信息工程学院实验报告 课程名称: 通信原理 成 绩: 实验项目名称:实验2 AMI、HDB3码型变换实验 实验时间:2016.11.8
指导老师(签名): 班级: 姓名: 学号:
一、实验目的
1(熟悉AMI / HDB3码编译码规则;
2(了解AMI / HDB3码编译码实现方法。
二、实验仪器
1(AMI/HDB3编译码模块，位号:F
2(时钟与基带数据发生模块，位号:G
3(20M双踪示波器1台
4(信号连接线3根
三、实验步骤
1(插入有关实验模块
在关闭系统电源的情况下，按照下表放置实验模块:
模块名称 放置位号
时钟与基带数据发生模块 G
AMI/HDB3编译码模块 F
对应位号可见底板右上角的“实验模块位置分布表”，注意模块插头与底板插座的防呆口一致。 2(信号线连接
使用专用导线按照下表进行信号线连接:
源端 目的端 连线作用
4P01(G) 20P01(F) 将64K的基带信号送入AMI/HDB3编码输入端; 3(加电
打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
4(实验内容设置
将“4SW02”(G)拨码开关设置为“01111”，则4P01输出64K时钟数据，该数据对应8位拨码开关4SW01的值，并循环输出。
5(AMI码编码观测
6(HDB3码编码观测
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7(关机拆线
实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。
4(编码观测
5(关机拆线
实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。
四、实验观测及分析:
1(AMI码编码观测
(1)4SW01(G)拨码开关的值，设置全“0”数据，用示波器同时测量20P01和20TP04，观测编码前基带数据和AMI编码后数据，结果波形如下:
用示波器同时测量20P01和20P02观测编码前译码后数据，波形如下:
(2)4SW01(G)拨码开关的值，设置全“1”数据，用示波器同时测量20P01和20TP04，观测编码前基带数据和AMI编码后数据，，波形如下:
第 2 页 共 8 页
用示波器同时测量20P01和20P02，观察编码前和译码后数据，波形如下:
(3)4SW01(G)拨码开关的值，设置不全为“0”数据，用示波器同时测量20P01和20TP04，观测编码前基带数据和AMI编码后数据，波形如下:
用示波器同时测量20P01和20P02，观察编码前和译码后数据，波形如下:
第 3 页 共 8 页
由实验测量波形可知，AMI码的编码过程，这是一种将消息代码0(空号)和1(传号)按如下规则进行编码的:代码的0仍变换为传输码的0，而把代码中的1交替地变换为传输码的，1.,1.，1.,1?，
由于AMI码的信号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。
2(HDB3码编码观测
(1)4SW01(G)拨码开关的值，设置全“0”数据，用示波器同时测量20P01和20TP04，观测编码前基带数据和HDB3编码后数据，波形如下:
由实验测量波形，编码前二进制码序列:
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
HDB3编码序列:
0 0 0 +V -B 0 0 -V +B 0 0 +V -B 0 0 -V
用示波器同时测量20P01和20P02，观察编码前和译码后数据，波形如下:
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(2)4SW01(G)拨码开关的值，设置全“1”数据，用示波器同时测量20P01和20TP04，观测编码前基带数据和HDB3编码后数据，波形如下:
由实验测量波形，可以看出编码前数据为全1时，仍按AMI码的编码规则进行编制，即将代码中的1交替地变换为传输码的，1.,1.，1.,1?
用示波器同时测量20P01和20P02，观察编码前和译码后数据，波形如下:
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(3)4SW01(G)拨码开关的值，设置为“10000101”数据，用示波器同时测量20P01和20TP04，观测编码前基带数据和HDB3编码后数据，波形如下:
由实验测量波形，编码前二进制码序列为:
1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1
HDB3编码序列:
+1 0 0 0 +V -1 0 +1 -1 0 0 0 -V +1 0 -1
用示波器同时测量20P01和20P02，观察编码前和译码后数据，波形如下::
总结HDB3码编码规则如下:
1) 二进制序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码，但当出现四个连“0”码时，用取代节000V或B00V代替四个连“0”码。取代节中的V码、B码均代表“1”码，它们可正可负(即V+=，1，V-=,1，B+=，1，B-=,1)。
2) 取代节的安排顺序是:先用000V，当它不能用时，再用B00V。000V取代节的安排要满足以下两个要求:
(1)各取代节之间的V码要极性交替出现(为了保证传号码极性交替出现，不引入直流成份)。
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(2)V码要与前一个传号码的极性相同。
当上述两个要求能同时满足时，用000V代替原二进制码序列中的4个连“0”(用000V+或000V-);
而当上述两个要求不能同时满足时，则改用B00V(B+00V+或B-00V-，实质上是将取代节000V中第一个
“0”码改成B码)。
五、实验总结:
通过此次实验的学习，我了解数字基带信号的形式有许多种，在基带传输中经常主要采用AMI码(符
号交替反转码)和HDB3码(三阶高密度双极性码)。通过观察AMI码和HDB3码的编译码波形并分析
其编码规则，让我加深了对理论知识传输码型的学习和理解。
古今名言
敏而好学，不耻下问——孔子
业精于勤，荒于嬉;行成于思，毁于随——韩愈
兴于《诗》，立于礼，成于乐——孔子
己所不欲，勿施于人——孔子
读书破万卷，下笔如有神——杜甫
读书有三到，谓心到，眼到，口到——朱熹
立身以立学为先，立学以读书为本——欧阳修
读万卷书，行万里路——刘彝
黑发不知勤学早，白首方悔读书迟——颜真卿
书卷多情似故人，晨昏忧乐每相亲——于谦
书犹药也，善读之可以医愚——刘向
莫等闲，白了少年头，空悲切——岳飞
发奋识遍天下字，立志读尽人间书——苏轼
鸟欲高飞先振翅，人求上进先读书——李苦禅
立志宜思真品格，读书须尽苦功夫——阮元
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非淡泊无以明志，非宁静无以致远——诸葛亮
熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟——孙洙《唐诗三百首序》
书到用时方恨少，事非经过不知难——陆游
问渠那得清如许，为有源头活水来——朱熹
旧书不厌百回读，熟读精思子自知——苏轼
书痴者文必工，艺痴者技必良——蒲松龄
声明
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范文三：实验基带信号的常见码型变换与amihdb3编译码实验
河北工业大学信息工程学院通信工程系《通信原理》实验报告 班级: 姓名: 学号: 同组人: 实验时间:
实验1 基带信号的常见码型变换与AMI/HDB3编译码实验 一、实验目的
(1)熟悉RZ、BNRZ、BRZ、CMI、曼彻斯特、密勒、PST码型变换原理及工作过程;
(2)观察数字基带信号的码型变换测量点波形。
(3)熟悉AMI / HDB3码编译码规则;
(4)了解AMI / HDB3码编译码实现方法。
二、实验仪器
(1)时钟与基带数据发生模块，位号:G
(2)AMI/HDB3编译码模块，位号:F
(3)20M双踪示波器1台
(4)信号连接线1根
图1 模块实物图 三、实验工作原理
1、数字基带信号常见码型变换部分
(1) 数字基带信号常见码型简介
在实际的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性:
(1)相应的基带信号无直流分量，且低频分量少;
(2)便于从信号中提取定时信息;
(3)信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰;
(4)不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化;
(5)编译码设备要尽可能简单
(a)单极性不归零码(NRZ码)
单极性不归零码中，二进制代码―1‖用幅度为E的正电平表示，―0‖用零电平表示，单极性码中含有直流成分，
而且不能直接提取同步信号。
11000011，E
0
图2 单极性不归零码
(b)双极性不归零码(BNRZ码)
二进制代码―1‖、―0‖分别用幅度相等的正负电平表示，当二进制代码―1‖和―0‖等概出现时无直流分量。
11000011，E
0
,E
图3 双极性不归零码
(c)单极性归零码(RZ码)
单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码元间隔，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到
零电平。单极性码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。
11000011，E
0
图4 单极性归零码
(d)双极性归零码(BRZ码)
它是双极性码的归零形式，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
11000011，E
0
,E
图 5 双极性归零码 (e)曼彻斯特码
曼彻斯特码又称为数字双相码，它用一个周期的正负对称方波表示―0‖，而用其反相波形表示―1‖。编
码规则之一是:―0‖码用―01‖两位码表示，―1‖码用―10‖两位码表示。
例如:消息代码: 1 1 0 0 1 0 1 1 0…
曼彻斯特码:10 10 01 01 10 01 10 10 01… 曼彻斯特码只有极性相反的两个电平，因为曼彻斯特码在每个码元中期的中心点都存在电平跳变，所
以含有位定时信息，又因为正、负电平各一半，所以无直流分量。
11000011，E
0
,E
图6 曼彻斯特编码 (f)CMI码
CMI码是传号反转码的简称，与曼彻斯特码类似，也是一种双极性二电平码，其编码规则:
(1)―1‖码交替的用―11―和‖―00‖两位码表示;
(2)―0‖码固定的用―01‖两位码表示。
例如:消息代码:1 0 1 0 0 1 1 0…
CMI码:11 01 00 01 01 11 00 01…
或:00 01 11 01 01 00 11 01…
11000011，E
0
,E
图7 CMI码
(g)密勒码
密勒码又称延迟调制码，它是曼彻斯特码的一种变形，编码规则: (1)―1‖码用码元间隔中心点出现跃变来表示，即用―10‖或―01‖表示。 (2)―0‖码有两种情况:单个―0‖码时，在码元间隔内不出现电平跃变，且相邻码元的边界处也不跃变;
连―0‖时，在两个―0‖码边界处出现电平跃变，即―00‖与―11‖交替。 例如:消息代码: 1 1 0 1 0 0 1 0…
密勒码: 10 10 00 01 11 00 01 11…
或: 01 01 11 10 00 11 10 00…
00001111，E
0
,E
图 8 密勒编码
(h)成对选择三进码(PST码)
PST码是成对选择三进码，其编码过程是:先将二进制代码两两分组，然后再把每一码组编码成两个三进制码字(，、,、0)。因为两个三进制数字共有9种状态，故可灵活的选择其中4种状态。表11列出了其中一种使用广泛的格式，编码时两个模式交替变换。
表1 PST码
二进制代码 ，模式 ,模式
, ， , ， 0 0
0 ， 0 1 0 —
， 0 , 0 1 0
， , ， , 1 1
PST码能够提供的定时分量，且无直流成分，编码过程也简单，在接收识别时需要提供―分组‖信息，即需要建立帧同步，在接收识别时，因为在―分组‖编码时不可能出现00、++和—的情况，如果接收识别时，出现上述的情况，说明帧没有同步，需要重新建立帧同步。
例如:消息代码: 01 00 11 10 10 11 00…
PST码: 0+ -+ +- -0 +0 +- -+…
或: 0- -+ +- +0 -0 +- -+…
10010000011111
图 9 PST码
(2) 数字基带信号常见码型实验设置
1(拨码器4SW01、4SW02(时钟与基带数据发生模块)使用说明:
(1)4SW01为8比特基带信号设置开关，每位拨上为1，拨下为0。如下图设置:
4SW01: 上上上下下上上下
即表示为11100110的数字基带信号。
(2)4SW02为系统功能设置开关，每位拨上为1，拨下为0，设置不同码型，详细设置见表格5:
4SW02
表2 4SW02开关码型选择表
1XXXX 1X000 1X001 1X010 1X011 1X100 1X101 1X110
码型 曼彻斯特 密勒 RZ BNRZ BRZ CMI PST
注:第2位，X=0时基带数据为4SW01拨码器设置数据，X=1时基带数据为15位m序列，设置的基带数据可以在4P01铆孔测试。
(3)码型变换内部结构组成框图如下图(4TP01为编码输出，4TP02为编码时钟)。
4TP01 4SW01拨码器 码型变换单
元 15位伪随机码 变换的码型输出 4SW02
编码时钟4TP02 4SW02
图10 码型变换内部结构组成框图
2、AMI / HDB3码编译码部分
(1) AMI / HDB3码编译码原理
AMI码的全称是传号交替反转码。这是一种将消息代码0(空号)和1(传号)按如下规则进行编码的码:代码的0仍变换为传输码的0，而把代码中的1交替地变换为传输码的，1、,1、，1、,1…
由于AMI码的信号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。
从AMI码的编码规则看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，而且也是一个二进制符号变换成一个三进制符号。把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为1B,1T码型。AMI码除有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观察误码情况等优点，它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。但是，AMI码有一个重要缺点，即当它用来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串，因而会造成提取定时信号的困难。为了保持AMI码的优点而克服其缺点，人们提出了许多改进的方法，HDB3码就是其中有代表性的一种。
HDB3码是三阶高密度码的简称。HDB3码保留了AMI码所有的优点(如前所述)，还可将连―0‖码限制在3个以内，克服了AMI码出现长连―0‖过多，对提取定时钟不利的缺点。HDB3码的功率谱基本上与AMI码类似。由于HDB3码诸多优点，所以CCITT建议把HDB3码作为PCM传输系统的线路码型。
HDB3码编码规则如下:
1(二进制序列中的―0‖码在HDB3码中仍编为―0‖码，但当出现四个连―0‖码时，用取代节000V或B00V代替四个连―0‖码。取代节中的V码、B码均代表―1‖码，它们可正可负(即V=，1，V=,1，B=，1，+-+B=,1)。 -
2(取代节的安排顺序是:先用000V，当它不能用时，再用B00V。000V取代节的安排要满足以下两个要求:
(1)各取代节之间的V码要极性交替出现(为了保证传号码极性交替出现，不引入直流成份)。
(2)V码要与前一个传号码的极性相同(为了在接收端能识别出哪个是原始传号码，哪个是V码,以恢复成原二进制码序列)。
当上述两个要求能同时满足时，用000V代替原二进制码序列中的4个连―0‖(用000V或000V);而+-当上述两个要求不能同时满足时，则改用B00V(B00V或B00V，实质上是将取代节000V中第一个―0‖++--
码改成B码)。
3(HDB3码序列中的传号码(包括―1‖码、V码和B码)除V码外要满足极性交替出现的原则。
下面我们举个例子来具体说明一下，如何将二进制码转换成HDB3码。
二进制码序列: 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
HDB3码码序列:V -1 0 0 0 V +1 0 –1 B 0 0 V 0 –1 +1 –1 0 0 0 VB 0 0 V 0 –1 +-+- ++
从上例可以看出两点:
(1)当两个取代节之间原始传号码的个数为奇数时，后边取代节用000V;当两个 取代节之间原始传号码的个数为偶数时，后边取代节用B00V
(2)V码破坏了传号码极性交替出现的原则，所以叫破坏点;而B码未破坏传号码极性交替出现的
原则，叫非破坏点。
虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码却比较简单。从上述原理看出，每一个破坏符号V总是与前一非0符号同极性(包括B在内)。这就是说，从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V于是也断定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4个码，再将所有,1变成，1后便得到原消息代码。
本模块是采用SC22103专用芯片实现AMI,HDB3编译码的。在该电路中，没有采用复杂的线圈耦合的方法来实现AMI,HDB3码的变换，而是采用TL084对HDB3码输出进行变换。
编码模块中，输入的码流由SC22103的1脚在2脚时钟信号的推动下输入，HDB3码与AMI码功能由20K01选择。专用芯片的14、15脚为正向编码和负相编码输出，正负编码再通过相加器变换成AMI,HDB3码。译码模块中，译码电路接收正负电平的AMI,HDB3码，整流后获得同步时钟，并通过处理获得正向编码和负向编码，送往译码电路的SC22103专用芯片的11、13脚。正确译码之后21TP01与20P01的波形应一致，但由于HDB3码的编译码规则较复杂，当前的输出HDB3码字与前4个码字有关，因而HDB3码的编译码时延较大。
(2) AMI / HDB3码编译码各测量点及开关的作用
20K01:1-2，实现AMI功能;2-3，实现HDB3功能
20P01:数字基带信码输入铆孔。
可从―时钟与基带数据发生模块‖引入不同的数字信号进行编码，如全―1‖、 全―0‖及其它码组等。拨码器4SW02:当设置为―01110‖时，则4P01输出由4SW01拨码器设置的8比特数据，速率为64K;当设置为―00001‖时，则4P01输出15位的伪随机码数据，速率为32K。
20TP01:AMI或HDB3码编译码的64KHz工作时钟测试点。
20TP02:AMI或HDB3码编码时的负向波形输出测试点。
20TP03:AMI或HDB3码编码时的正向波形输出测试点。
20TP04:AMI或HDB3码编码输出测试点。
20P02:译码数字基带信码输出铆孔。
注:20TP02、20TP03、20TP04编码输出信号，都比数字基带信号20P01延时4个编码时钟周期，20TP01作为4连0检测用;20P02译码还原输出的数字基带信号，也比数字编码信号21TP04延时4个译码时钟周期。
四、实验步骤
1、数字基带信号常见码型变换部分
(1)在关闭系统电源的条件下，―时钟与基带数据产生器模块‖插到底板插座上(位号为: G)，具体位置可见底板右下角的―实验模块位置分布表‖。本模块的CPLD中集成了数字基带信号的码型的各种变换功能。
(2)打开系统电源开关，底板电源指示灯正常显示。若指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
(3)根据前面介绍，设置不同的基带数据和编码类型，用示波器观测4TP01测量点码型变换后的波形，并与4P01(变换前)的波形进行比较。
(4)实验完毕关闭电源，整理好实验器件。
2、AMI / HDB3码编译码部分
(1)插入有关实验模块
在关闭系统电源的条件下，将AMI/HDB3编译码模块、时钟与基带数据发生模块，分别插到通信原理底板插座上(位号为:F、G)。(具体位置可见底板右下角的―实验模块位置分布表‖)。注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。
(2)信号线连接:用专用导线将4P01、20P01连接。注意连接铆孔箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔。
(3)加电:打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
(4)AMI码测试
(a)跳线开关20K01选择1-2脚连，即实现AMI功能。
(b)拨码器4SW02:设置为―01110‖， 拨码器4SW01设置―11111111‖。即给AMI编码系统送入全―1‖信号。观察有关测试点波形，分析实现原理，记录有关波形。
(c)拨码器4SW02:设置为―01110‖， 拨码器4SW01设置―00000000‖。，即给AMI编码系统送入全―0‖信号。观察有关测试点波形，特别注意20TP04点编码波形，分析原因。
(d)拨码器4SW02:设置为―00001‖，即给AMI编码系统送入复杂信号(32K的15位m序列)。对照20TP01点时钟读出4P01点的码序列，根据AMI编码规则，画出其编码波形。再观察有关测试点波形，验证自己的想法。记录有关波形。
(5)HDB3码测试
(a)跳线开关20K01选择2-3脚连，即实现HDB3功能。
(b)拨码器4SW02:设置为―01110‖， 拨码器4SW01设置―11111111‖。即给HDB3编码系统送入全―1‖信号。观察有关测试点波形，分析实现原理，记录有关波形。
(c)拨码器4SW02:设置为―01110‖， 拨码器4SW01设置―00000000‖。，即给HDB3编码系统送入全―0‖信号。观察有关测试点波形，特别注意20TP04点编码波形，分析原因。
(d)拨码器4SW02:设置为―00001‖，即给HDB3编码系统送入复杂信号(32K的15位m序列)。对照20TP01点时钟读出4P01点的码序列，根据HDB3编码规则，画出其编码波形。再观察有关测试点波形，验证自己的想法。记录有关波形。
(6)关机拆线:实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。
注:因AMI或HDB3码的编码时钟固定为64KHZ，所以送入的基带数据速率必须是2的n次方，且
64Kb/s。另外，低于64Kb/s码元将本编码模块识别成64Kb/s的码元。 不能超过
五、实验记录
1、数字基带信号常见码型变换部分
(1)根据实验结果，画出各种码型变换的测量点波形图。
2、AMI / HDB3码编译码部分
(1)根据实验结果，画出AMI/HDB3码编译码电路的测量点波形图，在图上标上相位关系。
六、实验收获
附表1“时钟与基带数据产生模块”5位拨码开关4SW02状态设置与功能一缆表 类 別 4SW02 时钟与基带数据产生模块 信号输出或
状态 产生的信号、时钟及其它功能 信号测量点
00000 PN15 2K(15位m序列:111101011001000) 4P01输出
00001 PN15 32K(15位m序列:111101011001000) 4P01输出
00010 PN31 2K (31位m序列:4P01输出 M序 列 设 置 1111100110100100001010111011000)
00011 PN31 32K (31位m序列:4P01输出
1111100110100100001010111011000)
00100 8K 的CVSD编码时钟
00101 16K的CVSD编码时钟 CVS编码及PCM 00110 32K 的CVSD编码时钟 线路编码时钟设00111 64K 的CVSD编码时钟 置 01000 64K的 PCM线路编码时钟
01001 128K的 PCM线路编码时钟 自编数 01110 用拨码开关4SW01设置8比特自编数据， 4P01输出 据输出 数据速率为64K。
时分复 01111 拨码开关4SW01设置的8比特数据输出，数据速率为8比特数据 用设置 64K， PCM编码时钟为64K、CVSD编码时钟为64K 4P01输出
01101 待 用
1X000 单极性归零编码 4TP01输出
1X001 双极性不归零码 4TP01输出 码型变换设置
1X010 双极性归零码 4TP01输出 X=1对2KPN码码
型变换; 1X011 CMI码 4TP01输出 X=0对SW01自编1X100 曼彻斯特码 4TP01输出 码码型变换 1X101 密勒码 4TP01输出
1X110 PST码 4TP01输出
注:1. 时钟与基带数据产生模块中各铆孔与测量点说明:
4P01为原始基带数据输出铆孔; 4P02为码元时钟输出铆孔;
4P03为相对码输出铆孔。 4TP01为码型变换后输出数据测量点;
4TP02为编码时钟测量点。
2( 5位拨码开关4SW02补充说明:
左起第一位为“0”, 4P01 输出信号码型为单极性不归零码;
左起第一位为“1”, 4TP01 输出信号码型如上表。
左起第二位为“1”, 4P01 输出15位m序列;
左起第二位为“0”, 4P01 输出4SW01拨码器设置的8bit数据。
范文四：实验 CMI码型变换实验
实验 CMI 码型变换实验
一、实验原理和电路说明
在实际的基带传输系统中, 并不是所有码字都能在信道中传输。 例如, 含有丰富直流和 低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输, 因为它有可能造成信号严重畸变。 同时, 一般 基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取收定时信号, 而收定时信号却又依赖于传输的 码型,如果码型出现长时间的连“ 0” 或连“ 1”符号,则基带信号可能会长时间的出现 0电 位, 从而使收定时恢复系统难以保证收定时信号的准确性。 实际的基带传输系统还可能提出 其他要求, 因而对基带信号也存在各种可能的要求。 归纳起来, 对传输用的基带信号的主要 要求有两点:
1、 对各种代码的要求,期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型;
2、 对所选码型的电波波形要求,期望电波波形适宜于在信道中传输。
前一问题称为传输码型的选择; 后一问题称为基带脉冲的选择。 这是两个既有独立性又 有互相联系的问题,也是基带传输原理中十分重要的两个问题。
传输码 (传输码又称为线路码) 的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。 在较 为复杂的基带传输系统中,传输码的结构应具有下列主要特性:
1、 能从其相应的基带信号中获取定时信息;
2、 相应的基带信号无直流成分和只有很小的低频成分;
3、 不受信息源统计特性的影响,即能适应于信息源的变化;
4、 尽可能地提高传输码型的传输效率;
5、 具有内在的检错能力,等等。
满足或部分满足以上特性的传输码型种类繁多,主要有:CMI 码、 AMI 、 HDB3等等, 下面将主要介绍 CMI 码。
根据 CCITT 建议,在程控数字交换机中 CMI 码一般作为 PCM 四次群数字中继接口的 码型。
在 CMI 码模块中,完成 CMI 的编码与解码功能。
CMI 编码规则见表 4.2.1所示:
表 4.2.1 CMI的编码规则
因而在 CMI 1的码字, 其输出 CMI 码字存在两种结果 00或 11码,因而对输入 1的状态必须记忆。同时,编码后
的速率增加一倍,因而整形输出必须有 2倍的输入码流时钟。在这里 CMI 码的第一位称之 为 CMI 码的高位,第二位称之为 CMI 码的低位。
在 CMI 解码端,存在同步和不同步两种状态,因而需进行同步。同步过程的设计可根 据码字的状态进行:因为在输入码字中不存在 10码型, 如果出现 10码, 则必须调整同步状 态。在该功能模块中,可以观测到 CMI 在译码过程中的同步过程。 CMI 码具有如下特点:
1、不存在直流分量;
2、在 CMI 码流中,具有很强的时钟分量,有利于在接收端对时钟信号进行恢复;
3、具有检错能力,这是因为 1码用 00或 11表示,而 0码用 01码表示,因而在 CMI 码流中不存在 10码,且无 00与 11码组连续出现,这个特点可用于检测 CMI 的部 分错码。
CMI 编码模块组成框图如图 4.2.1所示。
CMI 编码器由:1码编码器、 0码编码器、输出选择器组成。
1、 1编码器:因为在 CMI 编码规则中,要求在输入码为 1时,交替出现 00、 11码, 因而在电路中必须设置一状态来确认上一次输入比特为 1时的编码状态。这一机制 是通过一个 D 触发器来实现,每次当输入码流中出现 1码时, D 触发器进行一次状 态翻转,从而完成对 1码编码状态的记忆(1状态记忆) 。同时, D 触发器的 Q 输出 端也将作为输入比特为 1时的编码输出(测试点 TPX03) 。
2、 0编码器:当输入码流为 0时,则以时钟信号输出做 01码。
3、输出选择器:由输入码流缓冲器的输出 Q 用于选择是 1编码器输出还是 0编码器输 出。
输入码经过编码之后在测试点 TPX05上可测量出 CMI 的编码输出结果。
M 序列产生器:M 序列产生器输出受码型选择跳线开关 KX02控制,产生不同的特
时(右端) , CMI 编码器输入为 M 序列产生器输出数据,此时可以用示波器观测 CMI 编码 输出信号,验证 CMI 编码规则。
错码发生器:为验证 CMI 编译码器系统具有检测错码能力,可在 CMI 编码器中人为插 入错码。将 KX03设置在 E_EN位置时(左端) ,插入错码,否则设置在 NO_N位置(右端) 时,无错码插入。
随机序列产生器:为观测 CMI 译码器的失步功能, 可以产生随机数据送入 CMI 译码器, 使其无法同步。先将输入数据选择跳线开关 KX01设置在 Dt 位置(左端) ,再将跳线开关 KX04设置在 2_3位置(右端) , CMI 编码器将选择随机信号序列数据输出。正常工作时, 跳线开关 KX04设置在 1_2位置(左端) 。
在该模块中,测试点的安排如下:
1、 TPX01:输入数据(256Kbps )
2、 TPX02:输入时钟(256KHz )
3、 TPX03:1状态记忆输出
4、 TPX04:输出时钟(512KHz )
5、 TPX05:CMI 编码输出(512Kbps )
6、 TPX06:加错输出指示
CMI 译码模块组成框图如图 4.2.2所示。
512Kbps 256Kbps
CMI 译码电路由串并变换器、译码器、同步检测器、扣脉冲电路等电路组成。 1、 串并变换器:输入的 512Kbps 的 CMI 码流首先送入一个串并变换器,在时钟的作 用将 CMI 的编码码字的高位与低位码子分路输出。
2、 CMI 译码器:当 CMI 码的高位与低位通过异或门实现 CMI 码的译码。由于电路中 的时延存在差异,输出端可能存在毛刺,又进行输出整形。译码之后的结果可在 TPY07上测量出来,其与 TPX01的波形应一致,仅存在一定的时延。
3、 同步检测器:根据 CMI 编码的原理, CMI 码同步时不会出现 10码字(不考虑信道 传输错码) ;如果 CMI 码没有同步好(即 CMI 的高位与低位出现错锁) ,将出现多 组 10码字, 此时将不正确译码。 同步检测器的原理是:当在一定时间内 (1024bit ) , 如出现多组 10码字则认为 CMI 译码器未同步。此时同步检测电路输出一个控制信 号到扣脉冲电路扣除一个时钟,调整 1bit 时延,使 CMI 译码器同步。 CMI 译码器 在 检 测 到 10码 字 时 , 将 输 出 错 码 指 示 (T P Y 05)。 4、 测试点 TPY03是调整观测时间(1024bit 的周期) 。
在该模块中,测试点的安排如下:
1、 TPY01:CMI 编码输入数据
2、 TPY02:512KHz 输入时钟
3、 TPY03:调整观测时间(1024bit 的周期)
4、 TPY04:扣脉冲指示
5、 TPY05:错码输出指示
6、 TPY06:256KHz 时钟输出
7、 TPY07:CMI 译码数据输出
二、实验仪器
1、 J H5001通信原理综合实验系统 一台
2、 20MHz 双踪示波器 一台 三、实验目的
1、 掌 握 CMI 码的编码规则
2、 熟 悉 CMI 编译码系统的特性
四、实验内容
首先将输入信号选择跳线开关 KX01设置在 M 位置(右端) ;加错使能跳线开关 KX03设置在无错 NO_E位置 (右端) ; m 序列码型选择开关 KX02设置在 2_3位置 (右端) ,产生 7位周期 m 序列;将输出数据选择开关 KX04设置在 1_2位置,选择 CMI 编码数据输出。
1. CMI 码编码规则测试
(1) 用示波器同时观测 CMI 编码器输入数据(TPX01)和输出编码数据(TPX05) 。 观测时用 TPX01同步,仔细调整示波器同步。找出并画下一个 m 序列周期输入数 据和对应编码输出数据波形。根据观测结果,分析编码输出数据是否与编码理论一 致。 (实验结果如图)
(2) 将 KX02设置在 1_2位置 (左端) , 产生 15位周期 m 序列, 重复上一步骤测量。 画下测量波形,分析测量结果。 (实验结果如图)
2. 1码状态记忆测量
(1) 用示波器同时观测 CMI 编码器输入数据(TPX01)和 1码状态记忆输出 (TPX03) 。观测时用 TPX01同步,仔细调整示波器同步。画下一个 m 序列周期输 入数据和对应 1码状态记忆输出数据波形。 根据观测结果, 分析是否符合相互关系。
(实验结果如图)
(2) 将 KX02设置在 2_3位置,重复上述测量。画下测量波形,分析测量结果。 (实 验结果如图)
3. CMI 码解码波形测试
用示波器同时观测 CMI 编码器输入数据(TPX01)和 CMI 解码器输出数据(TPY07) 。 观测时用 TPX01同步。 验证 CMI 译码器能否正常译码, 两者波形除时延外应一一对应。 (实 验结果如图)
4. CMI 码编码加错波形观测
跳线开关 KX03是加错控制开关,当 KX03设置在 E_EN位置时(左端) ,将在输出编 码数据流中每隔一定时间插入 1个错码。
TPX06是发端加错指示测试点,用示波器同时观测加错指示点 TPX06和输出编码数据 TPX05的波形,观测时用 TPX06同步。画下有错码时的输出编码数据,并分析接收端 CMI 译码器可否检测出。 (实验结果如图)
5. CMI 码检错功能测试
首先将输入信号选择跳线开关 KX01设置在 Dt 位置 (左端) ; 将加错跳线开关 KX03设 置在 E_EN位置,人为插入错码,模拟数据经信道传输误码。
(1) 用示波器同时测量加错指示点 TPX06和 CMI 译码模块中检测错码指示点
TPY05波形。 (实验结果如图)
(2) 将输入信号选择跳线开关 KX01设置在 M 位置(右端) ,将 m 序列码型选择开 关 KX02设置在 1_2位置(或 2_3) ,重复(1)试验。观测测量结果有何变化。 (实 验结果如图)
(3) 关机 5秒钟后再开机,重复(2)试验。认真观测测试结果有何变化(注:可以 重复多测试几次——关机后再开机) 。 (实验结果如图)
6. CMI 译码同步观测
CMI 译码器是否同步可以通过检测错码检测电路输出反映出。从当 CMI 译码器未同步 时, 错码将连续的检测出。 观测时, 将输入信号选择跳线开关 KX01设置在 Dt 位置 (左端) , 输出数据选择开关 KX04设置在 2_3位置(输出不经 CMI 编码,使接收端无法同步) 。 (1) 用示波器测量失步时的检测错码检测点(TPY05)波形。 (实验结果如图)
(2) 将 KX04设置在 1_2位置,检测错码检测点波形应立刻同步。 (实验结果如图)
7. 抗连 0码性能测试
(1) 将输入信号选择跳线开关 KX01拔去,使 CMI 编码输入数据悬空(全 0码) 。 用示波器测量输出编码数据(TPX05) 。输出数据为 01码,说明具有丰富的时钟信 息。 (实验结果如图)
(2) 测量 CMI 译码输出数据是否与发端一致。 (实验结果如图)
五、实验小结
通过本次实验复习与巩固了上学期所学的有关 CMI 码的相关知识如 (1)、 CMI 码的编码 规则和 CMI 编译码系统的特性:CMI 编码中, 输入码字 0直接输出 01码型, 较为简单。对 于输入为 1的码字,其输出 CMI 码字存在两种结果 00或 11码,因而对输入 1的状态必须 记忆。同时,编码后的速率增加一倍,因而整形输出必须有 2倍的输入码流时钟。在这里 CMI 码的第一位称之为 CMI 码的高位,第二位称之为 CMI 码的低位; (2)、 CMI 码具有如 下特点:不存在直流分量;在 CMI 码流中,具有很强的时钟分量,有利于在接收端对时钟 信号进行恢复;具有检错能力,这是因为 1码用 00或 11表示,而 0码用 01码表示,因而 在 CMI 码流中不存在 10码,且无 00与 11码组连续出现,这个特点可用于检测 CMI 的部 分错码。
范文五：HDB3码型变换实验
实验一 AMI/HDB3码型变换实验 一、实验原理和电路说明
AMI码的全称是传号交替反转码。这是一种将消息代码0(空号)和1(传号)按如下规则进行编码的码:代码的0仍变换为传输码的0，而把代码中的1交替地变换为传输码的+1、–1、+1、–1…
由于AMI码的传号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。
由AMI码的编码规则看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，即把一个二进制符号变换成一个三进制符号。把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为1B/1T码型。
AMI码除有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观察误码情况等优点，它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。但是，AMI码有一个重要缺点，即接收端从该信号中来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串，因而会造成提取定时信号的困难。
为了保持AMI码的优点而克服其缺点，人们提出了许多种类的改进AMI码，HDB3码就是其中有代表性的一种。
HDB3码的全称是三阶高密度双极性码。它的编码原理是这样的:先把消息代码变换成AMI码，然后去检查AMI码的连0串情况，当没有4个以上连0串时，则这时的AMI码就是HDB3码;当出现4个以上连0串时，则将每4个连0小段的第4个0变换成与其前一非0符号(，1或–1)同极性的符号。显然，这样做可能破坏“极性交替反转”的规律。这个符号就称为破坏符号，用V符号表示(即+1记为+V, –,记为–V)。为使附加V符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性，还必须保证相邻V符号也应极性交替。这一点，当相邻符号之间有奇数个非,符号时，则是能得到保证的;当有偶数个非0符号时，则就得不到保证，这时再将该小段的第1个0变换成+B或–B符号的极性与前一非0符号的相反，并让后面的非0符号从V符号开始再交替变化。
虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码却比较简单。从上述原理看出，每一个破坏符号V总是与前一非0符号同极性(包括B在内)。这就是说，从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V于是也断定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4个连0码，再将所有–1变成+1后便得到原消息代码。
HDB3码是CCITT推荐使用的线路编码之一。HDB3码的特点是明显的，它除了保持AMI码的优点外，还增加了使连0串减少到至多3个的优点，这对于定时信号的恢复是十分有利的。AMI/HDB3频谱示意图参见图5.1.1。
非归零码HDB3
AMI1.0
0.5归一化功率谱
0 0.5 1.0
图5.1.1 AMI/HDB3频谱示意图
在通信原理综合试验箱中，采用了CD22103专用芯片(UD01)实现AMI,HDB3的编译码实验，在该电路模块中，没有采用复杂的线圈耦合的方法来实现HDB3码字的转换，而是采用运算放大器(UD02)完成对AMI/HDB3输出进行电平变换。变换输出为双极性码或单极性码。由于AMI/HDB3为归零码，含有丰富的时钟分量，因此输出数据直接送到位同步提取锁相环(PLL)提取接收时钟。AMI/HDB3编译码系统组成框图见图5.1.2。接收时钟的锁相环(PLL)提取电路框图见第二章模拟锁相环一节的图2.3.2。
AMI/HDB3编译码系统组成电原理图见图1.22.2。输入的码流进入UD01的1脚，在2脚时钟信号的推动下输入UD01的编码单元，HDB3与AMI由跳线开关KD03选择。编码之后的结果在UD01的14(TPD03)、15(TPD04)脚输出。输出信号在电路上直接
TPD01TPD04TPD05
TPD03TPD02KD01UD02AUD01Dt双极性码跳?电平shizhong线数据输入KD02?变换器编码发时钟1-2M跳shizhon线UD02B译码器?g2-3数据输出收时钟?电平shizhongshizhon单极性码变换gshizhongHDB3AMI跳线器
TPD08TPD07TPP01KD03
256KHz模拟锁相环TPD06(PLL)带通滤波器
位定时提取电路
图5.1.2 AMI/HDB3编译码模块组成框图
返回到UD01的11、13脚，由UD01内部译码单元进行译码。通常译码之后TPD07与TPD01的波形应一致，但由于当前的输出HDB3码字可能与前4个码字有关，因而HDB3的编译码时延较大。运算放大器UD02A构成一个差分放大器，用来将线路输出的HDB3码变换为双极性码输出(TPD05)。运算放大器UD02B构成一个相加器，用来将线路输出的HDB3码变换为单极性码输出(TPD08)。
跳线开关KD01用于输入编码信号选择:当KD01设置在Dt位置时(左端)，输入编码信号来自复接模块的TDM帧信号;当KD01设置在M位置时(右端)，输入编码信号来自本地的m序列，用于编码信号观测。本地的m序列格式受CMI编码模块跳线开关KX02控制:KX02设置在1_2位置(左端)，为15位周期m序列(111100010011010);KX02设置在2_3位置(右端)，为7位周期m序列(1110010)。
跳线开关KD02用于选择将双极性码或单极性码送到位同步提取锁相环提取收时钟:当KD02设置在1_2位置(左端)，输出为双极性码;当KD02设置2_3位置(右端)，输出为单极性码。
跳线开关KD03用于AMI或HDB3方式选择:当KD03设置在HDB3状态时(左端)，UD01完成HDB3编译码系统;当KD03设置在AMI状态时(右端)，UD01完成AMI编译码系统。
该模块内各测试点的安排如下:
1、 TPD01:编码输入数据(256Kbps)
2、 TPD02:256KHz编码输入时钟(256KHz)
3、 TPD03:HDB3输出+
4、 TPD04:HDB3输出–
5、 TPD05:HDB3输出(双极性码)
6、 TPD06:译码输入时钟(256KHz)
7、 TPD07:译码输出数据(256Kbps)
8、 TPD08: HDB3输出(单极性码)
二、实验仪器
1、 ZH5001通信原理综合实验系统 一台 2、 20MHz双踪示波器 一台 3、 函数信号发生器 一台
三、实验目的
1、 了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3码的编码规则;
2、 熟悉HDB3码的基本特征;
3、 熟悉HDB3码的编译码器工作原理和实现方法;
4、 根据测量和分析结果，画出电路关键部位的波形;
四、实验内容
1. AMI码编码规则验证
(1) 首先将输入信号选择跳线开关KD01设置在M位置(右端)、单/双极性码输出
选择开关设置KD02设置在2_3位置(右端)、AMI/HDB3编码开关KD03设置在
AMI位置(右端)，使该模块工作在AMI码方式。
(2) 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置(右端)，
产生7位周期m序列。用示波器同时观测输入数据TPD01和AMI输出双极性编码
数据TPD05波形及单极性编码数据TPD08波形，观测时用TPD01同步。分析观测
输入数据与输出数据关系是否满足AMI编码关系，画下一个M序列周期的测试波
形。
(3) 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置(左端)，
产生15位周期m序列。重复上述测试步骤，记录测试结果。
(4) 将输入数据选择跳线开关KD01拨除，将示波器探头从TPD01测试点移去，使
输入数据端口悬空产生全1码。重复上述测试步骤，记录测试结果。 (5) 将输入数据选择跳线开关KD01拨除，用一短路线一端接地，另一端十分小心
地插入测试孔TPD01，使输入数据为全0码(或采用将示波器探头接入TPD01测
试点上，使数据端口不悬空，则输入数据亦为全0码)。重复上述测试步骤，记录测
试结果。
2. AMI码译码和时延测量
(1) 将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置(右端);将CMI编码模块内的
M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置(左端)，产生15位周期m序列;
将锁相环模块内输入信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置(左端)。 (2) 用示波器同时观测输入数据TPD01和AMI译码 输出数据TPD07波形，观
测时用TPD01同步。观测AMI译码输出数据是否满正确，画下测试波形。问:AMI
编码和译码的的数据时延是多少,
(3) 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置(右端)，
产生7位周期m序列。重复上译步骤测量，记录测试结果。问:此时AMI编码和
译码的的数据时延是多少,
思考:数据延时量测量因考虑到什么因素,
3. AMI编码信号中同步时钟分量定性观测
(1) 将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置(右端)，将CMI编码模块内的
M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置，产生15位周期m序列;将锁相
环模块内输入信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置(左端)。 (2) 将极性码输出选择跳线开关KD02设置在2_3位置(右端)产生单极性码输出，
用示波器测量模拟锁相环模块TPP01波形;然后将跳线开关KD02设置在1_2位置
(左端)产生双极性码输出，观测TPP01波形变化。通过测量结果回答:? AMI
编码信号转换为双极性码或单极性码后，那一种码型时钟分量更丰富，为什么,?
接收机应将接收到的信号转换成何种码型才有利于收端位定时电路对接收时钟进行
提取。
(3) 将极性码输出选择跳线开关KD02设置在2_3位置(右端)产生单极性码输出，
使输入数据为全“1”码(方法见1)，重复上述测试步骤，记录分析测试结果。 (4) 使输入数据为全“0”码(方法见1)，重复上述测试步骤，记录测试结果。
思考:具有长连0码格式的数据在AMI编译码系统中传输会带来什么问题，如
何解决,
4. AMI译码位定时恢复测量
(1) 将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置(右端)，将CMI编码模块内的
M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2(或2_3)位置，将锁相环模块内输入
信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置(左端)。
(2) 先将跳线开关KD02设置在2_3位置(右端)单极性码输出，用示波器测量同
时观测发送时钟测试点TPD02和接收时钟测试点TPD06波形，测量时用TPD02同
步。此时两收发时钟应同步。然后，再将跳线开关KD02设置在1_2位置(左端)
双极性码输出，观测TPD02和TPD06波形。记录和分析测量结果。
(3) 将跳线开关KD02设置回2_3位置(右端)单极性码输出，再将跳线开关KD01
拨除，使输入数据为全1码或全0码(方法见1)。重复上述测试步骤，记录分析测
试结果。
思考:为什么在实际传输系统中使用HDB3码,用其他方法行吗(如扰码),
5. HDB3码变换规则验证
(1) 首先将输入信号选择跳线开关KD01设置在M位置(右端)、单/双极性码输出
选择开关设置KD02设置在2_3位置(右端)、AMI/HDB3编码开关KD03设置在
HDB3位置(左端)，使该模块工作在HDB3码方式。
(2) 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置(右端)，
产生7位周期m序列。用示波器同时观测输入数据TPD01和AMI输出双极性编码
数据TPD05波形及单极性编码数据TPD08波形，观测时用TPD01同步。分析观测
输入数据与输出数据关系是否满足AMI编码关系，画下一个M序列周期的测试波
形。
(3) 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置(左端)，
产生15位周期m序列。重复上述测试步骤，记录测试结果。
(4) 使输入数据端口悬空产生全1码(方法同1)，重复上述测试步骤，记录测试结
果。
(5) 使输入数据为全0码(方法同1)，重复上述测试步骤，记录测试结果。
6. HDB3码译码和时延测量
(1) 将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置(右端);将CMI编码模块内的
M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置(左端)，产生15位周期m序列;
将锁相环模块内输入信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置(左端)。 (2) 用示波器同时观测输入数据TPD01和HDB3译码输出数据TPD07波形，观测
时用TPD01同步。分析观测HDB3编码输入数据与HDB3译码输出数据关系是否
满足HDB3编译码系统要求，画下测试波形。问:HDB3编码和译码的的数据时延
是多少,
(3) 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置(右端)，
产生7位周期m序列。重复上译步骤测量，记录测试结果。问:此时HDB3编码和
译码的的数据时延是多少，为什么,
7. HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测
(1) 将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置(右端)，将CMI编码模块内的
M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置，产生15位周期m序列;将锁相
环模块内输入信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置(左端)。 (2) 将极性码输出选择跳线开关KD02设置在2_3位置(右端)产生单极性码输出，
用示波器测量模拟锁相环模块TPP01波形;然后将跳线开关KD02设置在1_2位置
(左端)产生双极性码输出，观测TPP01波形变化根据测量结果思考:HDB3编码
信号转换为双极性码和单极性码中那一种码型时钟分量丰富。
(3) 将极性码输出选择跳线开关KD02设置在2_3位置(右端)产生单极性码输出，
使输入数据为全“1”码(方法见1)，重复上述测试步骤，记录分析测试结果。 (4) 使输入数据为全“0”码(方法见1)，重复上述测试步骤，记录测试结果。
分析总结:HDB3码与AMI码有何不一样的结果,
8. HDB3译码位定时恢复测量
(1) 将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置(右端)，将CMI编码模块内的
M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2(或2_3)位置，将锁相环模块内输入
信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置(左端)。
(2) 先将跳线开关KD02设置在2_3位置(右端)单极性码输出，用示波器测量同
时观测发送时钟测试点TPD02和接收时钟测试点TPD06波形，测量时用TPD02同
步。此时两收发时钟应同步。然后，再将跳线开关KD02设置在1_2位置(左端)
双极性码输出，观测TPD02和TPD06波形。记录和分析测量结果。根据测量结果
思考:接收端为便于提取位同步信号，需要对收到的HDB3编码信号做何处理, (3) 将跳线开关KD02设置回2_3位置(右端)单极性码输出，再将跳线开关KD01
拨除，使输入数据为全1码或全0码(方法见1)。重复上述测试步骤，记录分析测
试结果。
五、实验报告
1、 根据实验结果，画出主要测量点波形;
2、 根据测量结果，分析AMI码和HDB3码收时钟提取电路受输入数据影响的关系; 3、 总结HDB3码的信号特征;
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