实验三 码型变换实验
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
HDB3码型变换实验班级：2013级电子一班姓名：王少阳学号：201300800134第一部分：（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。
（2）保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP2 (HDB3-A1)，观察基带码元的奇数位的变换波形。
（3）保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP3 (HDB3-B1)，观察基带码元的偶数位的变换波形。
（4）用示波器分别观测模块8的TP2(HDB3-A1)和TP3(HDB3-B1)，可从频域角度观察信号所含256KHz频谱分量情况；或用示波器减法功能观察HDB3-A1与HDB3-B1相减后的波形情况,，并与HDB3编码输出波形相比较。
（5）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？答：波形相比延迟了五个时钟周期。
（6）用示波器分别观测TP4(HDB3-A2)和TP8(HDB3-B2)，从时域或频域角度了解HDB3码经电平变换后的波形情况。
（7）用示波器分别观测模块8的TH7(HDB3输入)和TH6(单极性码)，从频域角度观测双极性码和单极性码的256KHz频谱分量情况。
（8）用示波器分别观测编码输入的时钟和译码输出的时钟，观察比较恢复出的位时钟波形与原始位时钟信号的波形。
思考：此处输入信号采用的单极性码，可较好的恢复出位时钟信号，如果输入信号采用的是双极性码，是否能观察到恢复的位时钟信号，为什么？答：不能。
因为采用双极性码时，接收时钟信号与发出的时钟信号不同步。
第二部分：（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。
hdb3码型变换实验
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、实验步骤实验工程一：HDB3编译码〔256KHz归零码实验〕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)：输入数据TH3位于上方，编码为：110101111…输出数据TH1位于下方，从4bit位开场为：+1 -1 0 +1 0 -1 +1 -1此处采用了HDB3的归零码编码，符合编码规则，延迟4bit。
2、保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道中间测试点TP2〔HDB3-A1〕:以上图和TH3的比照可以知道，在延迟4bit后，可以得到在TH3的奇数位为1信号，则得到变换波形为1〔码元占空比50%〕，否则为0。
3、保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道中间测试点TP3〔HDB3-B1〕:以上图和TH3的比照可以知道，在延迟4bit后，可以得到在TH3的偶数位为1信号，则得到变换波形为1〔码元占空比50%〕，否则为0。
4、用示波器分别观测模块8的TP2〔HDB3-A1〕和TP3〔HDB3-B1〕:通过3，4的分析，从上图中可以看出TP2与TP3的减法可以得到HDB3码，说明是通过这样的方法来得到HDB3码的。
5、用示波器比照观测编码输入的数据和译码输出的数据：从上图可以看出，输入与输出的数据形状是一样的，但是输出滞后了8bit.6、用示波器分别观测TP4(HDB3-A2)和TP8(HDB3-B2)：从图中可以看出，在经过点评变换后，TP1与编码后的HDB3-A1一样，即奇数码元变换波形；TP1与编码后的HDB3-A2一样，即偶数码元变换波形。
7、用示波器菲苾观测模块8的TH7〔HDB3输入)和TH6(单极性码)：从图中可以看出，HDB3码与单极性码在同一时间的1、0信号位置一样，不同的是双极性的是+1，-1交替出现。
通信原理实验报告3码型变换实验第6组
通信原理实验报告班级: 组号:0６时间：20１5/11/1２成员:学号:实验三码型变换实验一、实验目的1、了解数字基带传输的常用码型。
２、掌握BPH、CMI、AＭI、HDB３四种典型传输码型的编码规则。
二、实验内容1、BPH码变换与反变换。
2、CＭI码变换与反变换。
3、ＡＭI码变换与反变换。
4、HDB3码变换与反变换。
三、实验仪器1、信号源模块一块2、码型变换模块一块3、20M双踪示波器一台四、实验步骤(若码型太长,示波器单张图片无法清晰显示，可调整至2~３张图片记录)1、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下两个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮,两个模块均开始工作。
(注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线)2、信号源模块的NRZ码型选择SW01~SW03拨码开关依次设置成本组同学的学号尾数的二进制码，例：陈欢，陈金洪，陈景鹏同学学号尾数是1，2,3,则他们SW01~SW03拨码开关依次设置成0000 0001，０00０0010，000０0０11B。
码速率选择拨码开关SW04、SW05设置为ＮRZ码速率为６Kbｐｓ。
3、实验连线如下：信号源模块码型变换模块“编码输入”NRZ————————NRZBＳ—————————BS２ＢS—————————2ＢS码型变换模块“编码输出”码型变换模块“解码输入”单极性码————————单极性码位同步—————————位同步双极性码————————双极性码4、ＢＰＨ码变换与反变换（１）码型变换模块的“码型选择”拨码开关ＳＷ0１拨为100０（BPH）。
(２)示波器双踪观测编码输入“NRＺ”与编码输出“单极性码”测试点，并记录图片为图１。
（3）示波器双踪观测编码输入“ＮRZ”与解码输出“NRＺ”，并记录图片为图2。
5、ＣＭI码变换与反变换(１）码型变换模块的“码型选择”拨码开关SW０１拨为0１00（CMＩ）。
实验三 码型变换实验
实验三码型变换实验一、实验目的1．了解几种常见的数字基带信号。
2．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。
3．掌握用FPGA实现码型变换的方法。
二、实验内容1．观察NRZ、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码的波形。
2．观察全0码或全1码时各码型波形。
3．观察HDB3码、AMI码、BNRZ码正、负极性波形。
4．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。
5．自行设计码型变换电路，下载并观察输出波形。
三、实验器材1．信号源模块2．码型变换模块3．20M双踪示波器一台4．频率计（可选）一台5．PC机（可选）一台6．连接线若干四、实验原理1．编码规则①NRZ码(见教材)②RZ码(见教材)③BNRZ码－双极性不归零码1 0 1 0 0 1 1 0＋E-E④BRZ码－双极性归零码1 0 1 0 0 1 1 0＋E-E⑤AMI码(见教材)⑥HDB3码(见教材)⑦BPH码BPH码的全称是数字双相码（Digital Diphase），又叫分相码(Biphase，Split-phase)或曼彻斯特码（Manchester），其编码规则之一是：0 01（零相位的一个周期的方波）；110（π相位的一个周期的方波）。
例如：代码： 1 1 0 0 1 0 1双相码： 10 10 01 01 10 01 10这种码既能提取足够的定时分量，又无直流漂移，编码过程简单。
但带宽要宽些。
⑧CMI码CMI码的全称是传号反转码，其编码规则如下：信息码中的“1”码交替用“11”和“00”表示，“0”码用“01”表示。
例如：代码： 1 1 0 1 0 0 1 0CMI码： 11 00 01 11 01 01 00 01这种码型有较多的电平跃变，因此，含有丰富的定时信息。
该码已被ITU-T推荐为PCM四次群的接口码型。
在光纤传输系统中有时也用CMI码作线路传输码型。
通信原理实验 HDB3码型变换 实验报告
姓名：学号：班级：第周星期第大节实验名称：HDB3码型变换一、实验目的1.掌握AMI编码规则，编码和解码原理。
2.掌握HDB3编码规则，编码和解码原理。
3.了解锁相环的工作原理和定时提取原理。
4.了解输入信号对定时提取的影响。
5.了解信号的传输时延。
6.了解AMI/HDB3编译码集成芯片CD22103。
二、实验仪器1.ZH5001A通信原理综合实验系统2.20MHz双踪示波器三、实验内容1.HDB3码变换规则验证(1)通过KX02的设置，产生7位周期m序列。
用示波器观测如下数据：(3)拔除KD01，输入数据为全1码。
用示波器观测如下数据：(4)KD01跳线中间接地，输入数据为全0码。
用示波器观测如下数据：♦输入数据（TPD01），HDB3输出单极性码数据（TPD08）2.HDB3码译码和时延测试(2)KD01设置为M；通过KX02的设置，产生7位周期m序列；KP02设置在HDB3位置。
用示波器观测如下数据：输入数据（TPD01），HDB3译码输出数据（TPD07）8个时钟周期3.HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测(1)通过KX02的设置，产生7位周期m序列；KP02设置在HDB3位置；KD01设置为输入m序列；KD02分别设置为单极性码输出和双极性码输出。
用示波器观测如下数据：♦M序列，单极性码时同步时钟分量（TPP01）♦M序列，双极性码时同步时钟分量（TPP01）♦M序列，双极性码时放大后同步时钟分量（TPP02）(2)KD01设置为输入全1序列。
用示波器观测如下数据：♦全1序列时单极性码时同步时钟分量（TPP01）(3)KD01设置为输入全0序列。
用示波器观测如下数据：得到了正弦信号。
结论：●HDB3单极性码含有时钟分量；双极性码不含有时钟分量或是较少的时钟分量。
●HDB3码是否含有时钟分量与发送的序列无关，无论是M序列，全0码，全1码4.HDB3译码位定时恢复测量(1)通过KX02的设置，产生7位周期m序列；KP02设置在HDB3位置。
hdb3码型变换实验实验报告
hdb3码型变换实验实验报告
HDB3码型变换实验实验报告
实验目的：
本实验旨在通过实际操作，掌握HDB3码型变换的原理和方法，加深对数字通信中编码技术的理解。
实验内容：
1. 确定HDB3编码规则：根据HDB3编码规则，对给定的数字信号进行编码。
2. 实验设备：使用数字通信实验箱和示波器等设备进行实验。
3. 实验步骤：
a. 将数字信号输入到实验箱中。
b. 根据HDB3编码规则，对数字信号进行编码。
c. 通过示波器观察编码后的信号波形。
实验结果：
经过实验操作，成功实现了HDB3码型变换。
观察示波器上的波形，可以清晰地看到经过编码后的信号波形，符合HDB3编码规则。
通过实验，加深了对HDB3编码的理解，掌握了HDB3码型变换的原理和方法。
实验结论：
本实验通过实际操作，使实验者对HDB3码型变换有了更深入的了解，掌握了HDB3编码的原理和方法。
同时，也加深了对数字通信中编码技术的认识，为今后的学习和实践奠定了基础。
总结：
HDB3码型变换实验是数字通信中重要的实验之一，通过实验操作，能够加深
对HDB3编码的理解，提高实验者对数字通信编码技术的掌握能力。
希望今后能够继续深入学习和实践，不断提高自己的专业技能。
实验四：HDB3码型变换实验
实验四：HDB3码型变换实验
五、实验内容
(一)电源检查
1、使用万用表检测实验箱的电源接入点和GND之间
是否有短路现象，如果有则禁止继续实验。
2、调出二组电源，分别为＋7V，－7V
注意：①调完后一定要用万用表确定三组电源的电压极性和电压值正确；
②在连接实验箱和电源时务必关掉电源开关。
(二)为了调测电路方便，实验箱提供了一个时钟源和标准信号源电路（见图5.5）。
图5.5包括了一个主振发生器、1000码发生器和32位PN码序列发生器。
实验者可自己分析工作原理，画出波形，在实验过程中与实际信号波形相比较。
1、测试(2)点的时钟脉冲信号，并记录该波形。
2、将HDB3编码输入端加入“1”码，在12点观测此
时的编码输出，并画出其波形。
3、将HDB3编码输入端加入“0”码，在12点观测此
时的编码输出，并画出其波形。
4、将HDB3编码输入端加入“1000”码，画出1000码
的波形；在12点观测此时的编码输出，并画出其
波形。
5、将HDB3编码输入端加入M序列，画出M序列的波
形（一个周期）；在12点观测此时的编码输出，并画出其波形。
6、将HDB3编码输入端加入“1000”码，用连接线连接HDB3的编码输出和译码输入（12点和A点）。
观测HDB3码译码过程，详细记录译码过程中各点波形。
并比较最后的译码输出（L点）和输入信码（1点）。
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实验三码型变换实验
一、实验目的
1．了解几种常见的数字基带信号。
2．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。
3．掌握用FPGA实现码型变换的方法。
二、实验内容
1．观察NRZ、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码的波形。
2．观察全0码或全1码时各码型波形。
3．观察HDB3码、AMI码、BNRZ码正、负极性波形。
4．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。
5．自行设计码型变换电路，下载并观察输出波形。
三、实验器材
1．信号源模块
2．码型变换模块
3．20M双踪示波器一台
4．频率计（可选）一台
5．PC机（可选）一台
6．连接线若干
四、实验原理
1．编码规则
①NRZ码(见教材)
②RZ码(见教材)
③BNRZ码－双极性不归零码
1 0 1 0 0 1 1 0
＋E
-E
④BRZ码－双极性归零码
1 0 1 0 0 1 1 0
＋E
-E
⑤AMI码(见教材)
⑥HDB3码(见教材)
⑦BPH码
BPH码的全称是数字双相码（Digital Diphase），又叫分相码(Biphase，Split-phase)或曼彻斯特码（Manchester），其编码规则之一是：
0 01（零相位的一个周期的方波）；
110（π相位的一个周期的方波）。
例如：
代码： 1 1 0 0 1 0 1
双相码： 10 10 01 01 10 01 10
这种码既能提取足够的定时分量，又无直流漂移，编码过程简单。
但带宽要宽些。
⑧CMI码
CMI码的全称是传号反转码，其编码规则如下：信息码中的“1”码交替用“11”和“00”表示，“0”码用“01”表示。
例如：
代码： 1 1 0 1 0 0 1 0
CMI码： 11 00 01 11 01 01 00 01
这种码型有较多的电平跃变，因此，含有丰富的定时信息。
该码已被ITU-T推荐为PCM四次群的接口码型。
在光纤传输系统中有时也用CMI码作线路传输码型。
2．电路原理
将信号源产生的NRZ码和位同步信号BS送入U900（EPM7128SLC84-15）进行变换，可以直接得到各种单极性码和各种双极性码的正、负极性编码信号。
解码时同样也需要送入FPGA进行解码，得到NRZ码。
①NRZ码
从信号源“NRZ”点输出的数字码型即为NRZ码，请参考信号源工作原理。
②BRZ、BNRZ码
将NRZ码和位同步信号BS分别送入双四路模拟开关U902（4052）的控制端作为控制信号，在同一时刻，NRZ码和BS信号电平高低的不同组合（00、01、10、11）将控制U902分别接通不同的通道，输出BRZ码和BNRZ码。
X通道的4个输入端X0、X1、X2、X3分别接－5V、GND、＋5V、GND，在控制信号控制下输出BRZ码；Y通道的4个输入端Y0、Y1、Y2、Y3分别接－5V、－5V、＋5V、＋5V，在控制信号控制下输出BNRZ 码。
解码时通过电压比较器U907（LM339）将双极性的BRZ和BNRZ码转换为两路单极性码，即双—单（极性）变换，再送入U900进行解码，恢复出原始的NRZ码。
③RZ、BPH码
同BRZ、BNRZ，因是单极性码，其编解码过程全在U900中完成，在这里不再赘述。
④AMI码
由于AMI码是双极性的码型，所以它的变换过程分成了两个部分。
首先，在U900中，将NRZ码经过一个时钟为BS的JK触发器后，再与NRZ信号相与后得到控制信号AMIB，该信号与NRZ码作为控制信号送入单八路模拟开关U905（4051）的控制端，U905的输出即为AMI码。
解码过程与BNRZ码一样，也需先经过双—单变换，再送入U900进行解码。
⑤HDB3码
HDB3码的编、解码框图分别如图3-1、3-2所示，其编、解码过程与AMI码相同，这里不再赘述。
图3-1 HDB3编码原理框图
图3-2HDB3解码原理框图
⑥CMI码
由于是单极性波形，CMI码的编解码过程全部在U900中完成，其编码电路原理框图如图3-3所示：
图3-3 CMI编码原理框图
五、实验步骤
1．将信号源模块、码型变换模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2．插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下两个模块中的开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED001、LED002、D900、D901发光，按一下信号源模块的复位键，两个模块均开始工作。
3．将信号源模块的拨码开关SW101、SW102设置为00000101 00000000，SW103、SW104、SW105设置为01110010 00110000 00101010。
按实验一的介绍，此时分频比千位、十位、个位均为0，百位为5，因此分频比为500，此时位同步信号频率应为4KHz。
观察BS、FS、2BS、NRZ各点波形。
4．分别将信号源模块与码型变换模块上以下四组输入/输出接点用连接线连接：BS与BS、FS与FS、2BS与2BS、NRZ与NRZ。
观察码型变换模块上其余各点波形。
5．任意改变信号源模块上的拨码开关SW103、SW104、SW105的设置，以信号源模块的NRZ码为内触发源，用双踪示波器观察码型变换模块各点波形。
6．将信号源模块上的拨码开关SW103、SW104、SW105全部拨为1或全部拨为0，观察码型变换模块各点波形。
7．按通信原理教材中阐述的编码原理自行设计其它码型变换电路，下载并观察各点波形。
（选做）
六、输入、输出点参考说明
1．输入点说明
FS：帧同步信号输入点。
BS：位同步信号输入点。
2BS：2倍位同步频率方波信号输入点。
NRZ：NRZ码输入点。
2．输出点说明（括号中的码元数为与信号源产生的NRZ相比延迟的码元数）RZ：RZ编码输出点。
BPH：BPH编码输出点。
CMI：CMI编码输出点。
HDB3-1：HDB3编码正极性信号输出点。
HDB3-2：HDB3编码负极性信号输出点。
HDB3：HDB3编码输出点。
（八个半个码元）
BRZ-1；BRZ编码单极性输出点。
BRZ：BRZ编码输出点。
BNRZ-1：BNRZ编码正极性信号输出点。
（与NRZ反相）
BNRZ-2：BNRZ编码负极性信号输出点。
（与NRZ相同）
BNRZ：BNRZ编码输出点。
AMI-1：AMI编码正极性信号输出点。
AMI-2：AMI编码负极性信号输出点。
AMI：AMI编码输出点。
ORZ：RZ解码输出点。
（一个半码元）
OBPH：BPH解码输出点。
（一个码元）
OCMI；CMI解码输出点。
（两个码元）
OBRZ：BRZ解码输出点。
（半个码元）
OBNRZ；BNRZ解码输出点。
（半个码元）
OAMI：AMI解码输出点。
（延迟极小不足半个码元）
OHDB3：HDB3解码输出点。
（七个半个码元）
七、实验思考题
1．在分析电路的基础上回答，为什么本实验HDB3编、解码电路只能在输入信号是码长为24位的周期性NRZ码时才能正常工作？
2．自行设计一个HDB3码编码电路，画出电路原理图并分析其工作过程。
八、实验报告要求
1．分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。
2．根据实验测试记录，在坐标纸上画出各测量点的波形图。
对实验思考题加以分析，并画出原理图与工作波形图。
3．。