哈工程通信原理硬件實(shí)驗(yàn)一

實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱 通信原理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱 數(shù)字基帶信號(hào)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 指導(dǎo)教師 實(shí)驗(yàn)室名稱21B 351實(shí)驗(yàn)時(shí)間 實(shí)驗(yàn)成績預(yù)習(xí)部分實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告部分總成績教師簽字日期哈爾濱工程大學(xué)教務(wù)處 制1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號(hào)波形特點(diǎn)。2、掌握AMI、HDB2的編碼規(guī)則.3、了解HDB3(AMI)編譯碼集成電路CD22103.二、實(shí)驗(yàn)儀器 雙蹤示波器、通信原理VI實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)、M6信源模塊 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、用示波器觀察單極性非歸零碼（NRZ）、傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼（AMI）、三階高密度雙極性碼（HDB3）、整流后的AMI碼及整流后的HDB3碼。 2、用示波器觀察從HDB3碼中和從AMI碼中提取位同步信號(hào)的電路中有關(guān)波形。 3、用示波器觀察HDB3、AMI譯碼輸出波形。四、實(shí)驗(yàn)步驟 本實(shí)驗(yàn)使用數(shù)字信源單元和HDB3編譯碼單元。1、熟悉數(shù)字信源單元和HDB3編譯碼單元的工作原理。接好電源線，打開電源開關(guān)。2、用示波器觀察數(shù)字信源單元上的各種信號(hào)波形。用信源單元的FS作為示波器的外同步信號(hào)，示波器探頭的地端接在實(shí)驗(yàn)板任何位的GND點(diǎn)均可，進(jìn)行下列觀察：（1）示波器的兩個(gè)通道探頭分別接信源單元的NRZ-OUT和BS-OUT，對(duì)照發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)，判斷數(shù)字信源單元是否已正常工作（1碼對(duì)應(yīng)的發(fā)光管亮，0碼對(duì)應(yīng)的發(fā)光管熄）；（2）用開關(guān)K1產(chǎn)生代碼（為任意代碼，為7位幀同步碼），K2、K3產(chǎn)生任意信息代碼，觀察本實(shí)驗(yàn)給定的集中插入幀同步碼時(shí)分復(fù)用信號(hào)幀結(jié)構(gòu)，和NRZ碼特點(diǎn)。3、用示波器觀察HDB3編譯單元的各種波形。仍用信源單元的FS信號(hào)作為示波器的外同步信號(hào)。（1）示波器的兩個(gè)探頭CH1和CH2分接信源單元的NRZ-OUT和HDB3單元的（AMI）HDB3，將信源單元的K1、K2、K3每一位都置1，觀察全1碼對(duì)應(yīng)的AMI碼和HDB3碼；再將K1、K2、K3置為全0，觀察全0碼對(duì)應(yīng)AMI碼HDB3碼。觀察AMI碼時(shí)將HDB3單元的開關(guān)K4置于A端，觀察HDB3碼時(shí)將K4置于H端，觀察時(shí)應(yīng)注意AMI、HDB3碼是占空比于0.5的雙極性歸零碼。編碼輸出HDB3（AMI）比輸入NRZ-OUT延遲了4個(gè)碼元。（2）將K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000態(tài)，觀察并記錄對(duì)應(yīng)的AMI碼和HDB3碼。（3）將K1、K2、K3置于任意狀態(tài)，K4先置A（AMI）端再置H（HDB3）端，CH1接信源單元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3單元的DET、BPF、BS-R和NRZ ，觀察這些信號(hào)波形。觀察時(shí)應(yīng)注意：HDB3單元的NRZ信號(hào)（譯碼輸出）滯后于信源模塊的NRZ-OUT信號(hào)（編碼輸入）8個(gè)碼元。DET是占空比等于0.5的單極性歸零碼。BPF信號(hào)是一個(gè)幅度和周期都不恒定的正弦信號(hào)，BS-R是一個(gè)周期基本恒定（等于一個(gè)碼元周期）的TTL電平信號(hào)。信源代碼連0個(gè)數(shù)越多，越難于從AMI碼中提取位同步信號(hào)（或者說要求帶通濾波的Q值越高，因而越難于實(shí)現(xiàn)），而HDB3碼則不存在這種問題。本實(shí)驗(yàn)中若24位信源代碼中連零很多時(shí)，則難以從AMI碼中得到一個(gè)符合要求的位同步信號(hào)，因此不能完成正確的譯碼（由于分離參數(shù)的影響，各實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的現(xiàn)象可能略有不同。一般將信源代碼置成只有1碼的狀態(tài)貫徹信號(hào)輸出。若24位信源代碼全為“0”碼，則更不可能從AMI信號(hào)（亦是全0信號(hào)）得到正確的位同步信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果步驟二 K1為 K2為 K3為 現(xiàn)象步驟3-（1）現(xiàn)象 全1時(shí) 全0時(shí) 步驟3-（2） 現(xiàn)象碼與HDB3碼 六、思考題 1、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察和紀(jì)錄回答：（1）不歸零碼和歸零碼的特點(diǎn)是什么？（2）與信源代碼中的“1”碼相對(duì)應(yīng)的AMI碼及HDB3碼是否一定相同？為什么？ 答：（1）不歸零碼的0電平和1電平寬度相等，歸零碼的0電平和1電平的寬度不相等，而且1電平的寬度小于0電平的寬度，即不歸零碼的占空比等于0.5而歸零碼的占空比小于0.5。 （2）不一定。AMI碼的全稱是信號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼，是通信編碼中的一種，為極性交替翻轉(zhuǎn)碼，分別有一個(gè)高電平和低電平表示兩個(gè)極性。編碼規(guī)則:消息代碼中的0 傳輸碼中的0消息代碼中的1 傳輸碼中的+1、-1交替。HBD3碼（的全稱是三階高密度雙極性碼，它是AMI碼的一種改進(jìn)型，改進(jìn)目的是為了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)而克服其缺點(diǎn)，使連“0”個(gè)數(shù)不超過3個(gè)。其編碼規(guī)則：（1）檢查消息碼中連“0”的個(gè)數(shù)。當(dāng)連“0”數(shù)目小于等于3時(shí)，HBD3碼與AMI碼一樣（“1”交替的變換為“+1”和“-1”，“0”保持不變）。（2）當(dāng)連“0”數(shù)目超過3時(shí)，將每4個(gè)連“0”化作一小節(jié)，定義為“B00V稱為破壞節(jié)，其中V稱為破壞脈沖，而B稱為調(diào)節(jié)脈沖；（3）V與前一個(gè)相鄰的非“0”脈沖的極性相同（這破壞了極性交替的規(guī)則，所以V稱破壞脈沖），并且要求相鄰的V碼之間極性必須交替。V的取值為“+1”或“-1”；（4）B的取值可選0、+1或-1，以使V同時(shí)滿足（3）中的兩個(gè)要求；5）V碼后面的傳號(hào)碼極性也要交替。例如：消息碼： 1 000 0 1 000 0 1 1 000 0 000 0 1 1AMI碼： -1 000 0 +1 000 0 -1+1 000 0 000 0 -1+1HDB3碼：-1 000-V +1 000+V -1+1-B00-V +B00+V -1+1其中的B脈沖和V脈沖與1脈沖波形相同，用V或B表示的目的是為了示意其中的該非“0”碼是由原信碼的“0”變換而來的。當(dāng)相鄰兩個(gè)V碼之間有奇數(shù)個(gè)“1”碼時(shí)，能保證V碼滿足（3）的要求，B取“0”；當(dāng)相鄰兩個(gè)V碼之間有偶數(shù)個(gè)“1”碼時(shí)，不能保證V碼極性交替，B取“+1”或“-1”，B碼的符號(hào)與前相鄰“1”相反，而其后面的V碼與B碼極性相同。2. 總結(jié)從