数字通信原理实验一

数字通信原理实验报告

指导老师学生姓名

学号

专业班级宋虹

*************

*********************

实验_ --------------------------------------- 2实验目的 ---------------------------------------- 2实验内容 ---------------------------------------- 2基本原理 ---------------------------------------- 2实验步骤 ---------------------------------------- 9实验结果 ---------------------------------------- 11

实验一数字基带信号

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、HDB,码的编码规则。

3、掌握从HDB,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HDB, （AMI）编译码集成电路CD22103o

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）、三阶高密度双极性

码（HDB,）、整流后的AMI码及整流后的HDB,码。

2、用示波器观察从HDB,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HDB,、AMI译码输岀波形。

基本原理

本实验使用数字信源模块和HDBs编译码模块。

1、数字信源

本模块是整个实验系统的发终端，模块内部只使用+5V电压，其原理方框图如图1-1所示，电原理图如图1-3所示（见附录）。本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170. 5KB, 帧结构如图1-2所示。帧长为24位，其中首位无泄义，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，实验电路中数据码用红色发光二极管指示，帧同步码及无左义位用绿色发光二极管指示。发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。

本模块有以下测试点及输入输岀点：

?CLK 晶振信号测试点

?BS-0UT 信源位同步信号输岀点/测试点（2个）

?FS 信源帧同步信号输出点/测试点

?NRZ-OUT（AK）NRZ信号（绝对码）输岀点/测试点（4个）

图1-1中各单元与电路板上元器件对应关系如下：

?并行码产生器KI、K2、K3： 8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数

图1-2帧结构

下而对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。

(1) 分频器

74161进行13分频,输出信号频率为341kHz 。74161是一个4位二进制加计数器，预 置在3状态。

74193完成三2. F4.宁8、￡16运算，输岀BS 、SI 、S2、S3等4个信号。BS 为位同 步信号，频率为170.5kHz 。SI 、S2、S3为3个选通信号，频率分别为RS 信号频率的1/2、 1/4和1/8。74193是一个4位二进制加/减计数器，当CPD 二PL 二1、HR 二0时，可在Q 。、 Q ：及a 端分别输出上述4个信号。

40160是一个二一十进制加计数器，预置在7状态，完成宁3运算，任Q 。和Q ：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。

分频器输岀的SI 、S2

、S3、

S4、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、

NR2-

0UT

S3信号，它们的8个数据信号输入端xO ~x7分别KI、K2、K3输出的8

个并行信号连接。由表1-1可以分析岀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。

（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输岀的3路串行信号分别输入到U8的数据端x3、xO. xl, U8的输岀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）。

s. j-Lrunj_uTj-u_L

S3

54—I_I I_I

55| | ______________

(b)

图1-4分频器输出信号波形

（4）倒相与抽样

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。

表1-1 4512真值表

C B A INH DIS z

00000xO

00100xl

01000x2

01100x3

10000x4

1

0 1 0 0 x5 1

1 0 0 0 x6 1

1 1 0 0 x7 ①

① 1

0 0

① 1 高阻

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 的无泄义位为0, 帧同步码为1110010,数据］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 1-5 FS. NRZ-OUT 波形

2. HDB3编译码

原理框图如图1-6所示。本模块内部使用+5V 和-5V 电压，英中-5V 电压由-12V 电源经 三端稳压器7905变换得到。本单元有以下信号测试点：

? NRZ ? BS-R

? (AMI) HDB ：

? BPF

? DET

译码器输出信号

锁相环输出的位同步信号 编码器输出信号 带通滤波器输出信号 （AMI ） HDB,整流输出信号

图1-6 HDBs 编译码方框图 本模块上的开关K4用于选择码型，K4位于左边A （AMI 端）选择AMI 码，位于右边H （HDB3端）选择HDBs 码。

图1-6中各单元与电路板上元器件的对应关系如下：

? HDB,编译码器

U10： HDB ：编译码集成电路CD22103A ?单/双极性变换器

U11： 模拟开关4052 ?双/单极性变换器 U12： 非门74HC04

NRZ-

OUT

FS 整流器