通信原理試驗12AMIHDB3編譯碼過程試驗

1、實驗十二AMI/HDB3編譯碼過程實驗實驗十二 AMI / HDB 3編譯碼過程實驗實驗內(nèi)容1. AMI/HDB 3碼型變換編碼觀察實驗2. AMI/HDB 3碼型變換譯碼觀察實驗實驗?zāi)康?. 熟悉AMI / HDB 3編譯碼的工作過程。2. 觀察AMI / HDB 3碼型變換編譯碼電路的測量點(diǎn)波形。實驗工作原理在分析HDB數(shù)字基帶信號傳輸及 HDB碼型變換線路編譯碼工作原理之前，首先對本實 驗電路中使用的 HDB專用集成電路 CD22103芯片作一介紹：（一）HDB專用集成電路 CD221031. 引腳功能說明第1腳：NRZ 發(fā)端非歸零碼輸入腳欲需進(jìn)行HDB編碼的非歸零輸入數(shù)據(jù)，它被編碼時鐘

2、CR的下降沿定位。第2腳：CR發(fā)端編碼時鐘輸入腳對NRZ數(shù)據(jù)編碼的輸入時鐘。第3腳：AMI/ HDB碼變換方式選擇輸入腳，若 AMI / HDB3=L，為 NRZ- AMI 編譯碼；若AMI/ HDB= H,為HDB編譯碼。第4腳：NRZ 收端非歸零碼輸出腳譯碼后非歸零數(shù)據(jù)，它定位于CP2上升沿。第5腳：CP2 收端解碼時鐘輸入腳對AIN、BIN數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的時鐘信號。第6腳：SET 輸入HDB碼連零告警置位端。_第7腳：AIS HDB3碼連零告警輸出端。當(dāng) SET= L時，譯碼計數(shù)器清零，此后若AIS=L，表示前段在SET = H期間譯碼過程中出現(xiàn)不少于3個“ 0”；若AIS=H,表示出現(xiàn)少

3、于3個“ 0”。當(dāng)SET = H時，使譯碼計數(shù)器工作，進(jìn)行連“0”統(tǒng)計。第8腳：GND 地。第9腳：ERR 收端誤碼檢測輸出端、它一違犯HDB編碼規(guī)律為標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計接收HDB碼的錯誤情況。若 HDB碼出現(xiàn)同極性的3個“1”時，貝U ERR = Ho第10腳：CP 收端時鐘輸出端提供為位同步需要的時鐘信息，若 LTe = L , CP3 = AIN+BIN ;若 LTE = H，貝y CP3 = OUTi+OUT第11腳：AIN 解碼輸入端（+ ）第12腳：LTE 工作自環(huán)控制輸入腳自環(huán)/工作控制信號，當(dāng):LTE = L ,為正常工作狀態(tài)，編解碼器獨(dú)立，異步地工作：當(dāng)二TE = H，內(nèi)部將 OUT

4、與AIN，OUT與BIN短接，CR = OUT+OUT， 電路處于環(huán)路測試狀態(tài)，此時NRZ相對于NRZ延時6.5個時鐘周期。第13腳：BIN 解碼輸入端（一）表示接收的欲解碼兩路單極性HDB （ + ）、（一）碼序列，它輸入后被解碼時鐘CP的上升澡抽樣。第14腳：OUT 發(fā)端編碼輸出端（一）第15腳：OUT 發(fā)端編碼輸出端（+ ）表示編碼后HDB的兩路單極性碼序列，通常經(jīng)變壓器合成二電平 HDB碼。HDB 碼輸出。第16腳：正電源，電壓通常為 +5V± 5%。2. 集成電路 CD22103功能框圖集成電路CD22103功能框圖如圖12-1所示。AMI/HDB 317GND V+圖12

5、-1 集成電路 CD22103功能框圖（二）HDB電路的工作原理AMI碼的全稱是傳號交替反轉(zhuǎn)碼。這是一種將消息代碼0 （空號）和1 （傳號）按如下規(guī)則進(jìn)行編碼的碼：代碼的 0仍變換為傳輸碼的 0，而把代碼中的1交替地變換為傳輸碼 的+ 1、一 1、+ 1、一 1 由于AMI碼的信號交替反轉(zhuǎn)，故由它決定的基帶信號將出現(xiàn)正負(fù)脈沖交替，而0電位保持不變的規(guī)律。由此看出，這種基帶信號無直流成分，且只有很小的低頻成分，因而它 特別適宜在不允許這些成分通過的信道中傳輸。從AMI碼的編碼規(guī)則看出，它已從一個二進(jìn)制符號序列變成了一個三進(jìn)制符號序列， 而且也是一個二進(jìn)制符號變換成一個三進(jìn)制符號。把一個二進(jìn)制符號

6、變換成一個三進(jìn)制符號所構(gòu)成的碼稱為 1B/ 1T碼型。AMI碼除有上述特點(diǎn)外，還有編譯碼電路簡單及便于觀察誤碼情況等優(yōu)點(diǎn)，它是一種 基本的線路碼，并得到廣泛采用。但是，AMI碼有一個重要缺點(diǎn)，即當(dāng)它用來獲取定時信息時，由于它可能出現(xiàn)長的連0串，因而會造成提取定時信號的困難。為了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)而克服其缺點(diǎn)，人們提出了許多種類的改進(jìn)AMI碼，HDB碼就是其中有代表性的碼。HDB3碼是三階高密度碼的簡稱。HDB3碼保留了 AMI碼所有的優(yōu)點(diǎn)（如前所述），還可將連碼限制在 3個以內(nèi)，克服了 AMI碼如果長連“ 0”過多對提取定時鐘不利的缺點(diǎn)。 HDB3碼的功率譜基本上與 AMI碼類似。由于HDB3

7、碼諸多優(yōu)點(diǎn)，所以CCITT建議把HDB 3 碼作為PCM傳輸系統(tǒng)的線路碼型。如何由二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成 HDB 3碼呢？HDB 3碼編碼規(guī)則如下：1二進(jìn)制序列中的“ 0”碼在HDB3碼中仍編為“ 0”碼，但當(dāng)出現(xiàn)四個連“ 0”碼時， 用取代節(jié)000V或B00V代替。取代節(jié)中 V碼、B碼均代表“ 1”碼，它們可正可負(fù)（即V+= + 1, V-= 1 , B+= + 1 , B-= 1）。2 .取代節(jié)的安排順序是：先用000V，當(dāng)它不能用時，再用 B00V , 000V取代節(jié)的安排要滿足以下兩個要求：（1）各取代節(jié)之間的 V碼要極性交替出現(xiàn)（為了保證傳號碼極性交替出現(xiàn)，不引 入直流成份）。（2）V碼要與

8、前一個傳號碼的極性相同（為了在接收端能識別出哪個是原始傳號 碼，哪個是 V碼和B碼，以恢復(fù)成原二進(jìn)制碼序列）。當(dāng)上述兩個要求能同時滿足時，用000V代替原二進(jìn)制碼序列中的 4個“0”（用000M或000V-）;而當(dāng)上述兩個要求不能同時滿足時，則改用B00V （ B00V+或B00V，實質(zhì)上是將取代節(jié)000V中第一個“ 0”碼改成B碼）。3 . HDB碼序列中的傳號碼（包括“ 1 ”碼、V碼和B碼）除V碼外要滿足極性交替出 現(xiàn)的原則。下面我們舉個例子來具體說明一下，如何將二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成HDB碼。二進(jìn)制碼序列：1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0

9、0 0 0 1 HDB碼序列:V -1 0 0 0 V - +1 0 - B+ 0 0 V 0-1 +1 - 0 0 0 V - B+ 0 0 V + 0 -從上例可以看出兩點(diǎn)：（1） 當(dāng)兩個取代節(jié)之間原始傳號碼的個數(shù)為奇數(shù)時，后邊取代節(jié)用000V;當(dāng)兩個 取代節(jié)之間原始傳號碼的個數(shù)為偶數(shù)時，后邊取代節(jié)用B00V（2） V碼破壞了傳號碼極性交替出現(xiàn)的原則，所以叫破壞點(diǎn)；而B碼未破壞傳號碼 極性交替出現(xiàn)的原則，叫非破壞點(diǎn)。雖然HDB碼的編碼規(guī)則比較復(fù)雜，但譯碼卻比較簡單。從上述原理看出，每一個破 壞符號V總是與前一非0符號同極性（包括 B在內(nèi)）。這就是說，從收到的符號序列中可 以容易地找到破壞點(diǎn)

10、 V于是也斷定V符號及其前面的3個符號必是連0符號，從而恢復(fù)471實驗十二AMI/HDB3編譯碼過程實驗個連0碼，再將所有-1變成+ 1后便得到原消息代碼。CP1NRZ1丨丨J 0UT2AMl編碼 outinn圖12 2 NRZ HDB編碼工作波形（三）電路的工作過程譯碼是編碼的逆過程。其波形如圖12 3所示。但CP2應(yīng)比譯碼輸入（AIN、BIN）稍有延時。環(huán)路測試由 LTE控制，若LTE= H,貝U OUT、OUT內(nèi)部短接到對應(yīng)的 AIN、BIN, 此時NRZ應(yīng)為NRZ，但延后8個時鐘周期左右。CP3為AIN、BIN相加波形，供收端提取時 鐘用。hdb n 1 n jbvami jin n

11、nbin n n ncr 口 口m 門 口 rvCP2. '.111111 -NRZ圖12 3 HDB3譯碼工作波形實驗十二AMI/HDB3編譯碼過程實驗（四）實驗電路工作原理在實驗系統(tǒng)中，電原理圖如圖12-4所示。采用了 UA01 （ SC22103專用芯片）實現(xiàn)AMI/ HDB的編譯碼實驗，在該電路模塊中，沒有采用復(fù)雜的線圈耦合的方法來實現(xiàn)HDB碼字的調(diào)試，而是采用UA02A（TL084）對HDB的輸出進(jìn)行變換。輸入的碼流由UA01的1腳在2腳時鐘信號的推動下輸入，HDB與AMI由KA01選擇。編碼之后的結(jié)果在 UA01的14、15腳輸出。而后在電路上直接由UA01的11、13腳返

12、回，再由UA03進(jìn)行譯碼。正確譯碼之后 TPA01與TPA08的波形應(yīng)一致，但由于HDB的編譯碼規(guī)則較復(fù)雜，當(dāng)前的輸出HDB碼字可能與前4個碼字有關(guān)，因而 HDB的編譯碼時延較大。AMI 與HDB的選擇可通過 KA01設(shè)置，當(dāng)KA01設(shè)置在1-2狀態(tài)時，UA01完成HDB編 譯碼過程；當(dāng) KA01設(shè)置在1 2狀態(tài)時，UA01完成AMI編譯碼過程。AMI/ HDB的編譯碼 工作波形如圖12-5所示。（為了便于說明，編碼電路各波形的時延都已略去）三實驗內(nèi)容1. AMI / HDB 3碼型變換編碼觀察實驗。2. AMI / HDB 3碼型變換譯碼觀察實驗。還如 jLTLRrLTLminLruLPULmnrurLmR憩手至審 iTFA02TPAD 知Aivtm r n n n r J n n h呻敢 n q H H r1 H J n H n 圖12-5 AMI / HDB的編譯碼工作波形四. 實驗步驟(1 )按下按鍵開關(guān)：K01、K02、KAOC。(2)跳線開關(guān)設(shè)置：KA01 置 1-2 ( AMI)或 2£( HDB)、KA02置 2 £、KA03置 2-3。五. 測量點(diǎn)說明TPA01 :發(fā)端數(shù)字基