1实验一 数字基带信号实验
实验一数字基带信号的产生及波形变换实验
实验一数字基带信号的产生及波形变换实验一、实验目的（1）了解多种时钟信号的产生方法；（2）了解帧同步信号的产生过程；（3）了解几种常见的数字基带信号；（4）掌握AMI码的编码规则。
二、实验原理通信的根本任务是远距离传递消息，因而如何准确地传输数字信息是数字通信的一个重要组成部分。
在数字传输系统中，其传输对象通常是二元数字信息，它可能来自计算机、电传打字机或其它数字设备的各种数字代码，也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号。
对基带传输系统的要求就是选择一组有限的离散波形来表示数字信息。
其中未调制的电脉冲信号所占据的频带通常从直流和低频开始，因而称为数字基带信号。
数字基带信号实际上是消息代码的电波形，不同形式的数字基带信号具有不同的频谱结构。
在某些有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以直接传送，但必须合理地设计数字基带信号以使数字信息变换为适合于给定信道传输特性的频谱结构。
通常把数字信息的电脉冲表示过程称为码型变换，在有线信道中传输的数字基带信号又称为线路传输码型。
对于数字基带信号的码型选择通常考虑的原则是：（1）对于传输频带低端受限的信道，其线路传输码型的频谱中应不含直流分量；（2）码型变换过程应对任何信源具有透明性，即与信源的统计特性无关；（3）便于从基带信号中提取位定时信息；（4）便于实时监测传输系统信号传输质量，即应能检测出基带信号码流中错误的信号状态；（5）对于某些基带传输码型，信道中传输的单个误码会扰乱一段译码过程，从而导致译码信息中出现多个错误，这种现象称为误码扩散。
希望这种情况越少越好；（6）当采用分组形式的传递码型时，在接收端不但要从基带信号中提取位定时信息，而且要恢复出分组同步信息，以便将接收到的信号正确地划分成固定长度的码组；（7）尽量减少基带信号频谱中的高频分量；（8）编译码设备应尽量简单。
数字基带信号在通信系统中占有比较重要的位置，本实验是整个通信实验系统的数字发送端，其原理框图如图 1-1 所示。
数字基带仿真实验通信系统综合实验报告
数字基带仿真实验通信系统综合实验报告目录实验一数字基带仿真实验 (1)一．实验目的 (1)二．实验设备与软件环境 (1)三．实验内容 (1)四．实验要求 (2)五．实验原理 (2)1.差错控制编码的基本原理 (2)2）CRC码编码的基本原理 (3)2. 跳频的基本原理 (4)六．实验结果 (7)1.基带包的差错控制技术 (7)2.跳频扩频实验 (10)3.加密解密实验 (18)七．思考题 (20)实验二通信传输有效性和可靠性分析实验 (22)一．实验目的 (22)二．实验设备与软件环境 (22)三．实验内容 (22)1.性能仿真 (22)2.数据速率 (23)3.文件传输 (23)四．实验要求 (24)五．实验原理 (25)1. 停止等待协议基本原理 (25)2. 连续ARQ协议基本原理 (25)3. 检错重发ARQ协议基本原理 (26)六．实验结果 (26)1. 性能仿真 (26)2.数据传输速率的分析（点对点通信）： (30)七．思考题 (36)实验三无线多点组网实验 (38)一．实验目的 (38)二．实验设备与软件环境 (38)三．实验内容 (38)四．实验要求 (39)五．实验原理 (40)1. 计算机通信网的相关知识 (40)2. Ad hoc网络 (41)3. 路由选择 (42)六．实验结果 (43)七．思考题 (45)实验四语音传输实验 (48)一．实验目的 (48)二．实验设备与软件环境 (48)三．实验内容 (48)四．实验要求 (49)五．实验原理 (49)1. 基带信号编码的基本原理 (49)2. SCO链路和ACL链路的异同 (50)3. 随机错误和突发错误 (51)六．实验结果 (52)2.蓝牙语音链路建立和断开的过程 (59)七．思考题 (61)实验一数字基带仿真实验一．实验目的1. 了解汉明码、CRC码的基本原理。
2. 了解跳频、扩频的基本原理。
3. 了解常规和公开密钥密码体制的工作原理。
数字基带传输实验实验报告
实验一 数字基带传输实验一、实验目的1、提高独立学习的能力；2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力；3、学习Matlab 的使用；4、掌握基带数字传输系统的仿真方法；5、熟悉基带传输系统的基本结构；6、掌握带限信道的仿真以及性能分析；7、 通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。
二、实验原理1.数字通信系统模型2．数字基带系统模型图中各方框功能简述如下：信道：是允许基带信号通过的媒质，通常会引起传输波形的失真并且引入噪声，实验中假设为均值为零的高斯白噪声。
数字通信系统模型信源信 源 编码器信道 编码器数字 调制器数字 解调器 信道 译码器信 源 译码器信宿信道噪声数字信源数字信宿编码信道发送滤波器：用于产生适合信道传输的基带信号波形，若采用匹配滤波器，则它与接收滤波器共同决定传输系统的特性。
接收滤波器：用来接收信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，使输出波形有利于抽样判决。
若采用非匹配滤波器，则接收滤波器为直通，不影响系统特性。
抽样判决器：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻对接收滤波器的输出波形进行抽样判决以恢复或再生基带信号。
位定时提取：用来位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取，其准确与否直接影响判决结果。
传输物理过程简述如下：假设输入符号序列为，在二进制的情况下，符号的取值为0,1或-1，+1。
为方便分析，我们把这个序列对应的基带信号表示成这个信号是由时间间隔为Tb的单位冲激响应构成的序列，其每一个强度则由决定。
离散域发送信号——A，比特周期，二进制码元周期设发送滤波器的传输特性或则当激励发送滤波器时，发送滤波器产生的输出信号为==离散域发送滤波器输出：==信道输出信号（信道特性为1）离散域信道输出信号或接收滤波器输入信号——或或则接收滤波器的输出信号==其中离散域接收滤波器的输出信号==其中g()=如果位同步理想，则抽样时刻为抽样点数值为判决为比较即可得到误码率，分析传输质量。
通信原理实验一 数字基带传输
通信原理实验一数字基带传输一、实验目的1、提高独立学习的能力；2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力；3、学习Matlab 的使用；4、掌握基带数字传输系统的仿真方法；5、熟悉基带传输系统的基本结构；6、掌握带限信道的仿真以及性能分析；7、通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。
二、实验原理1.匹配滤波器和非匹配滤波器：升余弦滚降滤波器频域特性：将频域转化为时域2. 最佳基带系统将发送滤波器和接收滤波器联合设计为无码间干扰的基带系统，而且具有最佳的抗加性高斯白噪声的性能。
要求接收滤波器的频率特性与发送信号频谱共轭匹配。
由于最佳基带系统的总特性是确定的，故最佳基带系统的设计归结为发送滤波器和接收滤波器特性的选择。
设信道特性理想，则有（延时为0）有可选择滤波器长度使其具有线性相位。
如果基带系统为升余弦特性，则发送和接收滤波器为平方根升余弦特性。
3.基带传输系统（离散域分析）✧输入符号序列――✧发送信号―― ――比特周期，二进制码元周期✧发送滤波器――或✧发送滤波器输出――✧信道输出信号或接收滤波器输入信号（信道特性为1）✧接收滤波器――或✧接收滤波器的输出信号（画出眼图）✧如果位同步理想，则抽样时刻为✧抽样点数值为（画出星座图）判决为其中若为最佳基带传输系统，则发送滤波器和接收滤波器都为根升余弦滤波器，当采用非匹配滤波器时，发送滤波器由升余弦滤波器基带特性实现，接收滤波器为直通。
三、实验内容1.通过匹配滤波和非匹配滤波方式，得到不同的滚降系数下发送滤波器的时域波形和频率特性。
实验程序：（1）非匹配情况下：升余弦滚降滤波器的模块函数（频域到时域的转换）function [Hf,ht]=f_unmatch(alpha,Ts,N,F0)k=[-(N-1)/2:(N-1)/2];f=F0/N*k;for i=1:N;if (abs(f(i))<=(1-alpha)/(2*Ts))Hf(i)=Ts;elseif(abs(f(i))<=(1+alpha)/(2*Ts))Hf(i)=Ts/2*(1+cos(pi*Ts/alpha*(abs(f(i))-(1-alpha)/(2*Ts))));else Hf(i)=0;end;end;主函数alpha=input('alpha=');%输入不同的滚降系数值N=31;%序列长度Ts=4;F0=1;%抽样频率n=[-(N-1)/2:(N-1)/2];k=[-(N-1)/2:(N-1)/2];f=F0/N*k;Hf=zeros(1,N);Hf=f_unmatch(alpha,Ts,N,F0);ht=1/N*Hf*exp(j*2*pi/N*k'*n);%非匹配滤波器的时域特性subplot(2,1,1)stem(f,Hf,'.');axis([-F0/2,F0/2,min(Hf)-0.2,max(Hf)+0.2]);title('非匹配发送滤波器频率特性');subplot(2,1,2);stem(n,ht,'.');axis([-(N-1)/2,(N-1)/2,min(ht)-0.2,max(ht)+0.2]);title('非匹配发送滤波器的时域波形');实验结果alpha=1时Alpha=0.5时Alpha=0.1时(2)匹配情况下根升余弦滚降滤波器的模块函数（频域到时域的转换）function [Hf,ht]=f_match(alpha,Ts,N,F0)k=[-(N-1)/2:(N-1)/2];f=F0*k/N;for i=1:N;if (abs(f(i))<=(1-alpha)/(2*Ts))HF(i)=Ts;elseif(abs(f(i))<=(1+alpha)/(2*Ts))HF(i)=Ts/2*(1+cos(pi*Ts/alpha*(abs(f(i))-(1-alpha)/(2*Ts))));else HF(i)=0;end;end;n=[-(N-1)/2:(N-1)/2];k=[-(N-1)/2:(N-1)/2];Hf=sqrt(HF);%发送滤波器频率特性(根升余弦滚降滤波器）ht=1/N*Hf*exp(j*2*pi/N*k'*n);%匹配滤波器的时域特性主函数alpha=input('alpha=');N=31;Ts=4;F0=1;n=[-(N-1)/2:(N-1)/2];k=[-(N-1)/2:(N-1)/2];Hf=zeros(1,N);HF=Hf;Hf=f_match(alpha,Ts,N,F0);subplot(2,1,1)stem(f,Hf,'.');axis([-F0/2,F0/2,min(Hf)-0.2,max(Hf)+0.2]);title('匹配发送滤波器频率特性');subplot(2,1,2);stem(n,ht,'.');axis([-(N-1)/2,(N-1)/2,min(ht)-0.2,max(ht)+0.2]); title('匹配发送滤波器的时域波形');实验结果Alpha=1Alpha=0.5Alpha=0.1(3)由时域到频域的变化alpha=1;N=31;Ts=4;F0=1;T0=1;n=[-(N-1)/2:(N-1)/2];k=[-(N-1)/2:(N-1)/2];for n=-(N-1)/2:(N-1)/2;t=n*T0/Ts;y=(1-4*alpha*alpha*t*t)*(pi*t);if(y==0)h(n+((N-1)/2+1))=(cos(pi*t)*cos(alpha*pi*t)-alpha*pi*sin(alpha*pi *t)*sin(pi*t))/(1-12*alpha*alpha*t*t);elseh(n+((N-1)/2+1))=sin(pi*t)/(pi*t)*cos(alpha*pi*t)/(1-4*alpha*alph a*t*t);end;end;n=-(N-1)/2:(N-1)/2;k=1:N;f=F0*k/N;HF=h(n+((N-1)/2+1))*exp(-j*2*pi/N*k'*n);ht=1/N*HF*exp(j*2*pi/N*k'*n);%发送滤波器时域特性subplot(2,2,4)stem(f,HF,'.');axis([0,F0,min(HF)-0.2,max(HF)+0.2]);xlabel('f'),ylabel('HF');title('alpha=1的非匹配发送滤波器频率特性');subplot(2,2,3);stem(n,ht,'.');axis([-(N-1)/2,(N-1)/2,min(ht)-0.2,max(ht)+0.2]);xlabel('n'),ylabel('ht'),title('alpha=1的非匹配发送滤波器的时域波形'); Hf=sqrt(HF);%发送滤波器频率特性(根升余弦滚降滤波器）ht=1/N*Hf*exp(j*2*pi/N*k'*n);%发送滤波器时域特性subplot(2,2,2)stem(f,Hf,'.');axis([0,F0,min(Hf)-0.2,max(Hf)+0.2]);xlabel('f'),ylabel('Hf');title('alpha=1的匹配发送滤波器频率特性');subplot(2,2,1);stem(n,ht,'.');axis([-(N-1)/2,(N-1)/2,min(ht)-0.2,max(ht)+0.2]);xlabel('n'),ylabel('ht'),title('alpha=1的匹配发送滤波器的时域波形');实验结果2.输入信号叠加噪声，通过匹配和非匹配滤波两种方式，再经过抽样判决得到输出序列。
实验一-数字基带传输实验-实验总结报告
数字基带传输实验总结报告小组成员：所在班级：通信一班指导老师：马丕明目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)三、实验内容 (4)（一）因果数字升余弦滚降滤波器设计 (4)1. 窗函数法设计非匹配形式的发送滤波器 (4)2. 频率抽样法设计匹配形式的发送滤波器 (6)（二）设计无码间干扰的二进制数字基带传输系统 (8)1、子函数模块 (8)2、无码间干扰的数字二进制基带传输系统的模拟 (11)四、实验总结： (145)一、实验目的1、提高独立学习的能力；2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力；3、学习Matlab 的使用；4、掌握基带数字传输系统的仿真方法；5、熟悉基带传输系统的基本结构；6、掌握带限信道的仿真以及性能分析；7、通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。
二、实验原理图1 基带系统传输模型1、信源信源就是消息的源，本实验中指数字基带信号，信源序列al 采用一个0、1等概率分布的二进制伪随机序列。
信源序列al 经在一比特周期中抽样A 点，即是序列al 每两点之前插A-1个零点，进行抽样，形成发送信号SigWave ，即是发送滤波器模块的输入信号。
2、发送滤波器匹配形式下的发送滤波器SF ，通过窗函数法对模拟升余弦滚降滤波器的时域单位冲激响应hd 进行时间抽样、截断、加窗、向右移位而得；非匹配形式下的发生滤波器SF ，通过频率抽样法对模拟升余弦滚降滤波器的频率响应Hd 进行频率抽样、离散时间傅里叶反变换、向右移位而得。
发送滤波器输出SFO 是由发送滤波器SF 和发送信号SigWave 卷积而得。
3、传输信道本实验中传输信道采用理想信道，即传输信道频率响应函数为1；传输信道输出信号Co 是由发送滤波器输出信号SFO 和加性高斯白噪声GN 叠加而成:Co=SFO+GN 。
4、噪声信道噪声当做加性高斯白噪声，给定标准差调用函数randn 生成高斯分布随机数GN 。
5、接收滤波器匹配形式下，接收滤波器与发送滤波器单位冲激响应幅度相同，角度相反，均为平方根信源发送滤波器信道噪声接收滤波器抽样判决位定时提取输出升余弦滚降滤波器。
数字基带信号实验及数字调制与解调实验
硬件实验一一、实验名称数字基带信号实验及数字调制与解调实验二、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，HDB3的编码规则。
（3）掌握从HDB3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HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。
（6）掌握绝对码，相对码概念及他们之间的变换关系。
（7）掌握用键控法产生2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK信号的方法。
（8）掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系，绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。
（9）了解2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。
（10）掌握2DPSK相干解调原理。
（11）掌握2FSK过零检测解调原理。
三、实验仪器1. 双踪示波器一台2. 通信原理Ⅵ型实验箱一台3. M6信号源模块、M4数字调制模块四、实验容与实验步骤（一）数字基带信号实验1.熟悉信源模块，AMI&HDB3编译模块（有可编程逻辑器件模块实现）和HDB3编译码模块的工作原理。
2.接通数字信号源模块的电源。
用示波器观察熟悉信源模块上的各种信号波形。
（1）示波器的两个通信探头分别接NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二级管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；（2）用K1产生代码*1110010（*为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2，K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。
3.关闭数字信号源模块的电源，按照下表连线，打开数字信号源模块和AMI（HDB3)编译码模块电源。
用示波器观察AMI（HDB3)编译单元的各种波形。
（1）示波器的两个探头CH1和CH2分别接NRZ-OUT和（AMI）HDB3，将信源模块K1，K2，K3的每一位都置1，观察并记录全1码对应的AMI码和HDB3码；再将K1，K2，K3置为全0，观察全0码对应的AMI和HDB3码。
实验1 基带信号的常用码型变换实验
实验1 基带信号的常用码型变换实验一、实验目的1．熟悉RZ 、BNRZ 、BRZ 、CMI 、曼彻斯特、密勒码型变换原理及工作过程；2．观察数字基带信号的码型变换测量点波形；二、实验仪器1．AMI/HDB3编译码模块，位号：F （实物图片如下）2．时钟与基带数据发生模块，位号：G3．20M 双踪示波器1台4．信号连接线3根三、实验工作原理（一）基带信号及其常用码型变换在实际的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性：1) 相应的基带信号无直流分量，且低频分量少；2) 便于从信号中提取定时信息；3) 信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰；4) 不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；5) 编译码设备要尽可能简单。
1.1 单极性不归零码（NRZ 码）单极性不归零码中，二进制代码“1”用幅度为E 的正电平表示，“0”用零电平表示，单极性码中含有直流成分，而且不能直接提取同步信号。
0000E +1111 图1-1 单极性不归零码1.2 双极性不归零码（BNRZ 码）二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正负电平表示，当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。
10111000E +E-0图 1-2 双极性不归零码1.3 单极性归零码（RZ 码）单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码元间隔，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
单极性码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。
00001111E +0图 1-3 单极性归零码1.4 双极性归零码（BRZ 码）它是双极性码的归零形式，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
00001111E +0E-图 1-4 双极性归零 1.5 曼彻斯特码曼彻斯特码又称为数字双相码，它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。
编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示。
通信原理实验一
中南大学信息科学与工程学院通信原理实验报告学生学院信息科学与工程学院专业班级学号学生姓名指导教师时间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、HDB3码的编码规则。
3、掌握从HDB3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HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。
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（HDB3）、整流后的AMI 码及整流后的HDB3 码。
2、用示波器观察从HDB3 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HDB3、AMI 译码输出波形。
三、实验步骤本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。
1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。
接好电源线，打开电源开关。
2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。
用信源单元的FS作为示波器的外同步信号，示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可，进行下列观察：（1）示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT,通过开关K1，K2，K3将数字信源置于01110010 11110000 11110000，理论上的波形应该是如下图1-11:图 1-1 示波器上的理想波形实际在示波器上看到此时示波器中的波形如下图 1-12，对比图1-11可以看到，发光状态是正确的。
图 1-2 代码01110010 11110000 11110000时的位同步信号和NRZ码（2）用开关K1产生代码01110010（1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ 码特点。
图 1-3 代码01110010 00000000 00000000时的位同步信号和NRZ码说明：集中插入法是将标志码组开始位置的群同步码插入一个码组的前边。
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实验一数字基带信号实验一、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、HDB3的编码规则。
3、掌握从HDB3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HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。
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（HDB3）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。
2、用示波器观察从HDB3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HDB3、AMI译码输出波形。
三、基本原理本实验使用数字信源模块、HDB3编译码模块和可编程逻辑器件模块。
1、数字信源本模块是整个实验系统的发终端，其原理方框图如图1-1所示。
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，其中首位无定义，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。
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出点：∙ CLK 晶振信号测试点∙ BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点∙ FS 信源帧同步信号输出点/测试点∙ NRZ-OUT NRZ信号输出点/测试点图1-3为数字信源模块的电原理图。
图1-1中各单元与图1-3中的元器件对应关系如下：∙晶振CRY：晶体；U1：反相器74LS04∙分频器U2：计数器74LS161；U3：计数器74LS193；U4：计数器74LS160∙ 并行码产生器 K1、K2、K3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管左起分别与一帧中的24位代码相对应 ∙ 八选一 U5、U6、U7：8位数据选择器74LS151 ∙ 三选一 U8：8位数据选择器74S151 ∙ 倒相器 U20：非门74LS04 ∙ 抽样U9：D 触发器74HC74图1-1 数字信源方框图无图1-2 帧结构下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。
（1）分频器74LS161进行13分频，输出信号频率为341kHz 。
74LS161是一个4位二进制加计数器，预置在3状态。
74LS193完成÷2、÷4、÷8、÷16运算，输出BS 、S1、S2、S3等4个信号。
BS 为位同步信号，频率为170.5kHz 。
S1、S2、S3为3个选通信号，频率分别为BS 信号频率的1/2、1/4和1/8。
74LS193是一个4位二进制加/减计数器，当CPD= PL =1、MR=0时，可在Q 0、Q 1、Q 2及Q 3端分别输出上述4个信号。
74SL160是一个二一十进制加计数器，预置在7状态，完成÷3运算，在Q 0和Q 1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。
分频器输出的S1、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、S3信号，它们的8个数据信号输入端x0 ~ x7分别K1、K2、K3输出的8 个并行信号连接。
由表1-1可以分析出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输出的3路串行信号分别输入到U8的数据端x3、x0、x1，U8的输出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 3S 2S 1(a)S 5S 4S 3(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。
图1-3 数字信源电原理图表1-1 74LS151真值表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 的无定义位为0，帧同步码为1110010，数据1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。
FSNRZ-OUT图1-5 FS 、NRZ-OUT 波形2. HDB 3编译码原理框图、电原理图分别如图1-6和图1-7所示。
本单元有以下测试点及输出点：∙ NRZ_IN 编码器输入信号 ∙ BS_IN位同步输入信号 ∙ NRZ_OUT 译码器输出信号∙ BS- OUT锁相环输出的位同步信号 ∙（AMI ）HDB 3编码器输出信号∙（AMI ）HDB 3-D （AMI ）HDB 3整流输出信号3图1-6 HDB3编译码方框图本模块上的开关K1用于选择码型，K1位于左边（A端）选择AMI码，位于右边（H端）选择HDB3码。
图1-6中各单元与图1-7各单元器件的对应关系如下：∙ HDB3编译码器U9：HDB3编译码集成电路CD22103A∙单/双极性变换器U10：模拟开关4052∙双/单极性变换器U13：非门74HC04∙相加器U14：或门74LS32∙带通U11、U12：运放UA741∙限幅放大器U15：运放LM318∙锁相环U16：集成锁相环CD4046下面简单介绍AMI、HDB3码编码规律。
AMI码的编码规律是：信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1，1的符号交替反转；信息代码0的为0码。
AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码，即脉冲宽度τ与码元宽度（码元周期、码元间隔）TS 的关系是τ=0.5TS。
HDB3码的编码规律是：4个连0信息码用取代节000V或B00V代替，当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节为000V，有偶数个信息1码（包括0个信息1码）时取代节为B00V，其它的信息0码仍为0码；信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1；HDB3码中1、B的符号符合交替反转原则，而V的符号破坏这种符号交替反转原则，但相邻V码的符号又是交替反转的；HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。
设信息码为0000 0110 0001 0000 0，则NRZ码、AMI码，HDB3码如图1-8所示。
分析表明，AMI码及HDB3码的功率谱如图1-9所示，它不含有离散谱f S成份（f S =1/T S，等于位同步信号频率）。
在通信的终端需将它们译码为NRZ码才能送给数字终端机或数模转换电路。
在做译码时必须提供位同步信号。
工程上，一般将AMI或HDB3码数字信号进S图1-9中给出。
由于整流后的AMI、HDB3码中含有离散谱f S，故可用一个窄带滤波器得到频率为f S的正弦波，整形处理后即可得到位同步信号。
本单元用CD22103集成电路进行AMI或HDB3编译码。
当它的第3脚（HDB3/ AMI）接+5V时为HDB3编译码器，接地时为AMI编译码器。
编码时，需输入NRZ码及位同步信号，它们来自数字信源单元，已在电路板上连好。
CD22103编码输出两路并行信号+H-OUT和-H-OUT，它们都是半占空比的正脉冲信号，分别与AMI或HDB3码的正极性信号及负极性信号相对应。
这两路信号经单/双极性变换后得到AMI码或HDB3。
双/单极性变换及相加器构成一个整流器。
整流后的（AMI）HDB3-D信号含有位同步信号频率离散谱。
由于位同步频率比较低，很难将有源带通滤波器的带宽做得很窄，它输出的信号BPF是一个幅度和周期都不恒定的正弦信号。
对此信号进行限幅放大处理后得到幅度恒定、周期变化的脉冲信号，但仍不能将此信号作为译码器的位同步信号，需作进一步处理。
当锁相环的自然谐振频率足够小时，对输入的电压信号可等效为窄带带通滤波器（关于锁相环的基本原理将在实验三中介绍）。
本单元中采用电荷泵锁相环构成一个Q值约为35的的窄带带通滤波器，它输出一个符合译码器要求的位同步信号BS-R。
译码时，需将AMI或HDB3码变换成两路单极性信号分别送到CD22103的第11、第13脚，此任务由双/单变换电路来完成。
当信息代码连0个数太多时，从AMI码中较难于提取稳定的位同步信号，而HDB3中连0个数最多为3，这对提取高质量的位同信号是有利的。
这也是HDB3码优于AMI码之处。
HDB3码及经过随机化处理的AMI码常被用在PCM一、二、三次群的接口设备中。
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；收端的双/单极性变换电路一般由变压器、自动门限控制和整流电路完成，本实验目的是掌握HDB3编码规则，及位同步提取方法，故对极性变换电路作了简化处理，不一定符合实用要求。
图1-7 H D B 3编译码电路图图1-8 NRZ、AMI、HDB3关系图图1-9 AMI、HDB3、RZ|τ=0.5TS频谱CD22103的引脚及内部框图如图1-10所示，引脚功能如下：图1-10 CD22103的引脚及内部框图（1）NRZ-IN 编码器NRZ信号输入端；（2）CTX 编码时钟（位同步信号）输入端；（3）HDB3/ AMI 码型选择端：接TTL高电平时，选择HDB3码；接TTL低电平时，选择AMI码；（4）NRZ-OUT HDB3译码后信码输出端；（5）CRX 码时钟（位同步信号）输入端；（6）RAIS 告警指示信号（AIS）检测电路复位端，负脉冲有效；（7）AIS AIS信号输出端，有AIS信号为高电平，无ALS信号时为低电平；（8） VSS接地端；（9） ERR 不符合HDB3/AMI编码规则的误码脉冲输出端；（10）CKR HDB3码的汇总输出端；（11）+HDB3-IN HDB3译码器正码输入端；（12）LTF HDB3译码内部环回控制端，接高电平时为环回，接低电平时为正常；（13）-HDB3-IN HDB3译码器负码输入端；（14）-HDB3-OUT HDB3编码器负码输出端；（15）+HDB3-OUT HDB3编码器正码输出端；（16）VDD接电源端（+5V）CD22103主要由发送编码和接收译码两部分组成，工作速率为50Kb/s~10Mb/s。