HDB3码型变换实验报告
HDB3码型变换实验.
5、解码部分 解码电路完成恢复位定时再生码的功能， 原理框图如图5－4所示，各部分功能如 下：
IN
HDB3
单 一 双 极 性 变 换 电 路
判 决 电 路
破 坏 点 检 测 电 路
去 除 取 代 电 路
位 定 时 恢 复 电 路
位 定 时
图5－4 解码部分的原理方框图
(1) 双—单极性变换电路 传输线来的HDB3码加入本电路，输入端与外线路匹 配，经变压器将双极性脉冲分成两路单极性的脉冲。 (2) 判决电路 本电路选用合适的判决电平以去除信码经信道传输 之后引入的干扰信号。信码经判决电路之后成为半占空 （请思考为什么要形成半占空码？）的两路信号，相加 后成为一路单极性归“0”信码，送到定时恢复电路和信 码再生电路。 (3) 破坏点检测电路 本电路输入B＋和B－两个脉冲序列。由HDB3编码 规则已知在破坏点处会出现相同极性的脉冲，就是说这 时B＋和B－不是依次而是连续出现的，所以可以由此 测出破坏点。本电路在V脉冲出现的时刻有输出脉冲。
1.0
非 归 零 码
HDB3
归一化功率谱
AMI
0.5
0.5
fT
1.0
图5－2 HDB3码的频谱示意图
4、编码部分 编码电路接收终端机来的单极性归零信码，并把这种 变换成为HDB3码送往传输信道。编码部分的原理框图 如图5－3所示，各部分功能如下所述： 单极性信码进入本电路,首先检测有无四连“0”码。没 有四连“0”时，信码不改变地通过本电路；有四连“0” 时，在第四个“0”码出现时，将一个“1”码放入信号 中，取代第四个“0”码，补入“1”码称为V码。
三、基本原理
通信原理第一次HDB3码实验报告
通信原理第一次HDB3码实验报告本次实验旨在学习和实践HDB3编码的原理及其应用。
HDB3码是一种高密度双极性3级编码，用于数字通信中的数据传输，其特点是可以减少直流成分，防止信号中断和错误的传输。
本次实验中，我们使用MATLAB软件设计HDB3编码并进行模拟实验，以下为实验报告。
一、实验目的1.了解HDB3编码的工作原理和编码规则；2.掌握HDB3编码技术和MATLAB软件的基本操作；3.理解HDB3编码在数字通信中的应用原理和优势。
二、实验内容3. HDB3编码模拟实验三、实验步骤HDB3码是一种高密度双极性3级编码，它的主要优点在于可以消除直流偏移，减少时钟重锁等问题。
HDB3编码的基本原则是：在数字信号中，若连续4个0或1出现，则在此处插入一个V或B码，这些码用来代替原始的0或1。
V码和B码都是双极性的，它们代表的数字是0。
在V码和B码之间，根据前一段传输信号的正负，可以将两段HDB3码变成相反的极性。
我们编写了一个MATLAB程序，用于模拟HDB3编码的过程。
我们将二进制信号输入，通过程序实现编码和解码。
程序的实现过程如下：(1) 输入二进制信号(2) 对连续的四个0或1替换为B或V码(3) 在HDB3码串中出现连续的0时，判断前一段码的极性，根据正负变换符号。
(4) 解码，将B或V码还原成原来的0或1。
在编码过程中，我们还设计了各种情况的测试数据，包括连续0、连续1、多个数据0后有一个1或多个数据1后有一个0等情况。
通过这些测试数据，我们验证了HDB3编码在数字通信中的稳定性和可靠性。
四、结果分析我们通过实验了解了HDB3编码的原理和应用，编写了MATLAB程序模拟了编码和解码的过程。
通过对各种情况的测试，我们验证了HDB3编码在数字通信中的优越性，包括减少直流成分、防止信号中断和错误的传输等。
五、实验总结。
实验一 HDB3码型变换实验
实验一 HDB3码型变换实验一、实验目的1．了解二进制单极性码变换为HDB3码的编码规则，掌握它的工作原理和实现方法。
2. 通过测试电路，熟悉并掌握分析电路的一般规律与方法,学会分析电路工作原理，画出关键部位的工作波形。
3．了解关于分层数字接口脉冲的国际规定，掌握严格按技术指标研制电路的实验方法。
二、实验内容本实验可完成以下实验内容：1.调测HDB3编、译码电路。
2.调测位定时提取电路及信码再生电路。
各部分的输出信号应达到技术指标的要求，同时做到编、解码无误。
三、基本原理在数字通信系统中，有时不经过数字基带信号与信道信号之间的变换，只由终端设备进行信息与数字基带信号之间的变换，然后直接传输数字基带信号。
数字基带信号的形式有许多种，在基带传输中经常采用AMI码（符号交替反转码）和HDB3码（三阶高密度双极性码）。
1．传输码型在数字复用设备中，内部电路多为一端接地，输出的信码一般是单极性不归零信码。
当这种码在电缆上长距离转输时，为了防止引进干扰信号，电缆的两根线都不能接地（即对地是平衡的），这里就要选用一种适合线路上传输的码型，通常有以下几点考虑：(1).在选用的码型的频谱中应该没有直流分量，低频分量也应尽量少。
这是因为终端机输出电路或再生中继器都是经过变压器与电缆相连接的，而变压器是不能通过直流分量和低频分量的。
(2).传输码型的频谱中高频分量要尽量少。
这是因为电缆中信号线之间的串话在高频部分更为严重，当码型频谱中高频分量较大时，就限制了信码的传输距离或传输质量。
(3).码型应便于再生定时电路从码流中恢复位定时。
若信号中连“０”较长，则等效于一段时间没有收脉冲，恢复位定时就困难，所以应该使变换后的码型中连“０”较少。
(4).设备简单，码型变换容易实现。
(5).选用的码型应使误码率较低。
双极性基带信号波形的误码率比单极性信号的低。
根据这些原则，在传输线路上通常采用AMI码和HDB3码。
2.AMI码我们用“0”和“1”代表传号和空号。
hdb3编译码实验报告
hdb3编译码实验报告HDB3编码解码实验报告引言：在通信领域中，编码和解码是非常重要的技术之一。
HDB3编码是一种高密度双极性三零编码，常用于数字通信中。
本实验旨在通过实际操作，深入理解HDB3编码的原理和实现方法，并通过编码解码实验验证其正确性和可靠性。
一、实验目的1. 了解HDB3编码的原理和特点；2. 掌握HDB3编码的实现方法；3. 熟悉HDB3解码的过程；4. 验证HDB3编码解码的正确性和可靠性。
二、实验原理HDB3编码是一种基于替代零的编码技术，它通过将连续的零位转换为特定的极性和非零位，以提高传输效率和抗干扰能力。
HDB3编码的原理如下：1. 连续的零位转换：将连续的四个零位编码为一个非零位，以避免传输线上出现过长的零序列，减少时钟同步问题。
2. 替代零：将连续的零位替换为特定的极性，使得传输线上始终存在正负极性的变化，减少直流偏移。
三、实验步骤1. 实现HDB3编码器：根据HDB3编码规则，编写编码器程序，将输入的二进制数据流转换为HDB3编码序列。
2. 实现HDB3解码器：编写解码器程序，将HDB3编码序列还原为原始的二进制数据流。
3. 编码解码实验：将一组二进制数据输入编码器，得到对应的HDB3编码序列，然后将该编码序列输入解码器，还原为原始的二进制数据流。
4. 验证结果：比较解码器输出的二进制数据流与输入的原始数据流是否相同，以验证编码解码的正确性和可靠性。
四、实验结果与分析经过多次实验，编码解码结果均正确，验证了HDB3编码解码的正确性和可靠性。
HDB3编码在传输过程中有效地减少了零序列的出现，提高了传输效率和抗干扰能力。
同时，由于替代零的引入，HDB3编码能够保持传输线上的正负极性变化，减少了直流偏移的问题。
五、实验总结通过本次实验，我深入理解了HDB3编码的原理和实现方法。
HDB3编码是一种常用的编码技术，能够有效地提高数字通信的可靠性和传输效率。
在实际应用中，我们可以根据通信系统的需求选择合适的编码方式，以满足不同的传输要求。
HDB3编码实验报告
HDB3编码与译码实验一、实验前准备工作（1）预习本实验的相关内容（2）熟悉实验箱面板分布及测试孔位置，定义本实验相关模块的跳线状态。
（3）实验前重点掌握的内容：HDB 3 编码和解码原理、定时提取原理（4）思考 HDB 3输出波形应该什么样、编码输入和解码输出波形相位应该相同吗、本实验用到哪几个模块及每个模块的主要作用是什么。
二、实验目的（1）掌握HDB3编码规则，编码和解码原理。
（2）了解锁相环的工作原理和定时提取原理。
（3）了解输入信号对定时提取的影响。
（4）了解信号的传输延时。
（5）了解HDB3编译码集成芯片CD22103。
三、实验仪器（1）ZH5001A通信原理综合实验系统一台（2）（2）20MHZ双踪示波器一台四、基本原理1.HDB3编译码电路在通信原理综合试验箱中，采用了CD22103专用芯片（UD01）实现HDB3码的编译码实验。
在该电路模块下，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HDB3输出进行电平变换。
变换输出为双极性码或单极性码。
HDB3编译码系统组成如图一：CD22013集成电路进行HDB3编译码。
当它第三脚接+5V时为HDB3编译码器。
编码时，需要输入NRZ码及时钟信号，CD22103编码输出两路并行信号+HDB3out（15脚TPD03）和-HDB3out（14脚TPD04），它们都是半占空比的正弦冲信号，分别与HDB3码的正极信号及负极信号相对应，这两路信号通过一个差分放大器（UD02A）后，得到HDB3。
通过由运算放大器的相加器（UD02B），输出HDB3码的单极性码输出。
译码时，需将HDB3码变换成两路单极性信号分别送到CD22103的第11、13脚，此任务由双/单变换电路来完成。
通常译码之后TPD07与TPD01的波形应一致，但由于当前的输出HDB3码字可能与前四个码字有关，因此HDB3的编译码时延较大。
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；收端的的双/单极性变换器一般由变压器、比较器完成。
实验02 HDB3 编码实验
实验二 HDB3 编码实验1. 实验目的与实验原理z了解线路编码的码型选择原则；z掌握HDB3码的编码规则及其特性；z掌握HDB3接口变换与反变换的实现方法；z进一步掌握伪随机信号产生电路的实现方法；HDB3码编码规则是：HDB3码在编码时，连“0”个数被限制为≦3。
HDB3编码方法是，当信息中出现连“0”个数≦3时，HDB3码即是AMI码；当信息中出现4个（或以上）连“0”时，就用特定码组来取代，这种特定码组称为取代节。
例如，信码为：10 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 若前一个破坏点为V- ,且它至第一个连“0”串前有奇数个B，则HDB3码为： B+ 0 B- B+ 0 0 0 V+ 0 0 0 B- B+ B- 0 0 V- 0 0 B+若前一个破坏点为V+ ，且它至第一个连“0”串前有偶数个B,则HDB3码为： B+ 0 B- B+ B- 0 0 V- 0 0 0 B+ B- B+ 0 0 V+ 0 0 B-HDB3码有两种取代节：“B00V”和“000V”。
其中B表示符合极性交替规则的传号，V表示破坏极性交替规则的传号，称为“破坏点”。
这两种取代节的选取规则是：使任意两个V脉冲间的B脉冲数目为奇数。
这样，相邻V脉冲的极性也满足交替变化规律，达到整个信号保持无直流分量的目的。
HDB3码的波形不是唯一的，它与出现四连“0”码之前的状态有关。
下图中 虚线框内为HDB3编码电路框图。
HDB3编码电路的框图一个完整的二次群HDB3编码实验电路包括以下4部分：（1） 8M时钟信号输入（2） 大于5级NRZ码产生器（3） 用FPGA实现HDB3编码电路（4） 单-双极性输出合成电路2、在MAXPLUS II设计平台下进行电路设计（1）目录路径： TX \ HDB3_all\HDB3A在计算机上建一实验目录（用英文）文件名： hdb3a.gdf ， ( 或 hdb3a1.gdf )（2）完成HDB3编码电路设计，或打开实验光盘提供的实验电路，并进行分析。
HDB3码型变换实验报告
HDB3码型变换实验报告实验报告：HDB3码型变换实验摘要：本实验通过使用HDB3编码技术实现了二进制数据的高密度编码和解码。
通过此实验，我们了解了HDB3编码的原理和过程，并验证了其在数据传输中的有效性和稳定性。
一、引言HDB3码型（High Density Bipolar Three Zero）是一种高密度双极三零编码方法，主要用于在数字通信系统中将二进制串转换为双极信号传输。
HDB3码型通过对数据串进行特定规则的编码，使得传输的信号中没有长时间的直流成分，从而提高了信号的稳定性和抗干扰性。
本实验通过编写程序，模拟HDB3编码过程，并通过软件实现数据的编码和解码。
二、实验原理1.编码过程HDB3编码过程中，每四个连续的0通过特定规则映射为一个与前面信号相反的双极信号，并在此信号的前后分别插入额外的零信号。
具体编码规则如下：-如果输入数据位为1，则保持信号不变。
-如果输入数据位为0，并且前面连续的0的个数为偶数，则将该输入数据位变换为与前面信号相反的双极信号。
-如果输入数据位为0，并且前面连续的0的个数为奇数，则将该输入数据位变换为与前面信号相同的双极信号，并在这个信号的前后分别插入额外的零信号。
2.解码过程HDB3解码过程中，根据出现的信号序列对双极信号进行解码，并还原为二进制数据串。
具体解码规则如下：-如果连续出现的双极信号为0，则输出0。
-如果连续出现的双极信号为正或负信号，则输出1，并通过观察插入的零信号个数来判断是否需要进行数据位反转。
三、实验步骤1.编写HDB3编码程序，实现编码过程。
2.编写HDB3解码程序，实现解码过程。
3.设计测试数据，包括正常数据和噪声数据，用于验证编码和解码的有效性和稳定性。
4.运行编码程序，将测试数据进行编码，并输出编码结果。
5.运行解码程序，将编码结果进行解码，并输出解码结果。
6.对比解码结果与原始数据，验证编码和解码的正确性。
四、实验结果经过实验，我们得到了准确的编码和解码结果，与原始数据完全一致。
北交通原实验1 HDB3码型变换
通信系统原理实验报告HDB3码型变换姓名学号班级成员老师时间2014年11月30日一、实验目的1、掌握HDB3编码规则、编码和解码原理。
2、了解锁相环的工作原理和定时提取原理。
3、了解输入信号对定时提取的影响4、了解信号的传输时延二、实验仪器1、ZH5001A通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台三、实验内容（一）实验原理1、HDB3编码规则HDB3码全称三阶高密度双极性码，属伪三进制码。
主要是为了应对AMI码中连“0”过多不易提取缺点而对AMI码进行改进的结果。
它的编码规则是：（1）当连“0”码的个数不大于3时，HDB3编码规律与AMI码相同，即“1”码变为“+1”、“-1”交替脉冲；（2）当代码序列中出现4个连“0”码或超过4个连“0”码时，把连“0”段按4个“0”分节，即“0000”，并使第4个“0”码变为“1”码，用V脉冲表示。
这样可以消除长连“0”现象。
为了便于识别V脉冲，使V脉冲极性与前一个“1”脉冲极性相同。
这样就破坏了AMI码极性交替的规律，所以V脉冲为破坏脉冲，把V脉冲和前三个连“0”称为破坏节“000V”；（3）为使脉冲序列仍不含直流分量，则必须使相邻的破坏点V脉冲极性交替；（4）为了保证（2）（3）两条件成立，必须使相邻的破坏点之间有奇数个“1”码。
如果原序列中破坏点之间的“1”码为偶数个，则必须补为奇数，即将破坏节中的第一个“0”码变为“1”，用B脉冲表示。
这时破坏节变为“B00V”形式。
B脉冲极性与前一“1”脉冲极性相反，而B脉冲极性和V脉冲极性相同。
2、HDB3的译码每个破坏点总与前一非“0”码元同极性。
也就是说，从接收到的信号中找到破坏点V 很容易，而V码及其前面三个码元必为连续的三个“0”，从而将恢复四个连“0”，再将所有“-1”变为“+1”后即可得到原码。
3、编解码电路编译码电路采用集成芯片CD22103实现HDB3的编码工作。
同时电路中采用运放完成对HDB3的输出进行电平变换，将输出变换为单极性或双极性码。
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实验二HDB3码型变换实验
一、实验目的
1、了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。
2、掌握HDB3码的编译规则。
3、了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。
二、实验器材
1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块
2、双踪示波器一台
3、连接线若干
三、实验原理
1、HDB3编译码实验原理框图
HDB3编译码实验原理框图
2、实验框图说明
我们知道AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。
而HDB3编码由于需要插入破坏位B，因此，在编码时需要缓存3bit的数据。
当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。
当4个连0时最后一个0变为传号A，其极性与前一个A的极性相反。
若该传号与前一个1的极性不同，则还要将这4个连0的第一个0变为B，B的极性与A相同。
实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到HDB3编码波形。
同样AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。
而HDB3译码只需找到传号A，将传号和传号前3个数都清0即可。
传号A的识别方法是：该符号的极性与前一极性相同，该符号即为传号。
实验框图中译码过
程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处理，得到原始码元。
四、实验步骤
实验项目一HDB3编译码（256KHz归零码实验）
概述：本项目通过选择不同的数字信源，分别观测编码输入及时钟，译码输出及时钟，观察编译码延时以及验证HDB3编译码规则。
1、关电，按表格所示进行连线。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【HDB3编译码】→【256K归零码实验】。
将模块13的开关S3分频设置拨为0011，即提取512K同步时钟。
3、此时系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。
4、实验操作及波形观测。
（1）用示波器分别观测编码输入的数据TH3和编码输出的数据TH1(HDB3输出)，观察记录波形，有数字示波器的可以观测编码输出信号频谱，验证HDB3编码规则。
注：观察时注意码元的对应位置。
（2）用示波器对比观测编码输入的数据和译码输出的数据，观察记录HDB3译码波形与输入信号波形。
思考：译码过后的信号波形与输入信号波形相比延时多少？
波形相比延迟了五个时钟周期
实验项目二 HDB3编译码（256KHz非归零码实验）
概述：本项目通过观测HDB3非归零码编译码相关测试点，了解HDB3编译码规则。
1、保持实验项目一的连线不变。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【HDB3编译码】→【256K非归零码实验】。
将模块13的开关S3分频设置拨为0100，即提取256K同步时钟。
3、此时系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。
4、实验操作及波形观测。
参照前面的256KHz归零码实验项目的步骤，进行相关测试。
五、实验报告
1、分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。
(1)先将消息代码变换成AMI码，若AMI码中连0的个数小于4，此时的AMI码就是HDB3码
(2)若AMI码中连0的个数大于4，则将每4个连0小段的第4个0变换成与前一个非0符号(+或-)同极性的符号，用V表示(前一非零
符号极性为+，则第4个0转换成+V；同理若极性为-，则转换为-V)；
(3)为了不破坏极性交替反转，当相邻V符号之间有偶数个非0符号时，再将该小段的第1个0变换成＋B或-B，B符号的极性与前一非零符号的极性相反，并让后面的非零符号从V符号开始再交替变化。
2、根据实验测试记录，画出各测量点的波形图，并分析实验现象。