实验一 AMI、HDB3码型变换(新)
更新时间:2024-03-13 11:11:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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实验一 AMI/HDB3码型变换实验
一、实验原理
AMI码的全称是传号交替反转码。这是一种将消息代码0(空号)和1(传号)按如下规则进行编码的码:代码的0仍变换为传输码的0,而把代码中的1交替地变换为传输码的+1、–1、+1、–1…
由于AMI码的传号交替反转,故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替,而0电位保持不变的规律。由此看出,这种基带信号无直流成分,且只有很小的低频成分,因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。
由AMI码的编码规则看出,它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列,即把一个二进制符号变换成一个三进制符号。把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为1B/1T码型。
AMI码除有上述特点外,还有编译码电路简单及便于观察误码情况等优点,它是一种基本的线路码,并得到广泛采用。但是,AMI码有一个重要缺点,即接收端从该信号中来获取定时信息时,由于它可能出现长的连0串,因而会造成提取定时信号的困难。
为了保持AMI码的优点而克服其缺点,人们提出了许多种类的改进AMI码,HDB3码就是其中有代表性的一种。
HDB3码的全称是三阶高密度双极性码。它的编码原理是这样的:先把消息代码变换成AMI码,然后去检查AMI码的连0串情况,当没有4个以上连0串时,则这时的AMI码就是HDB3码;当出现4个以上连0串时,则将每4个连0小段的第4个0变换成与其前一非0符号(+1或–1)同极性的符号。显然,这样做可能破坏“极性交替反转”的规律。这个符号就称为破坏符号,用V符号表示(即+1记为+V, –1记为–V)。为使附加V符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性,还必须保证相邻V符号也应极性交替。这一点,当相邻符号之间有奇数个非0符号时,则是能得到保证的;当有偶数个非0符号时,则就得不到保证,这时再将该小段的第1个0变换成+B或–B符号的极性与前一非0符号的相反,并让后面的非0符号从V符号开始再交替变化。
虽然HDB3码的编码规则比较复杂,但译码却比较简单。从上述原理看出,每一个破坏符号V总是与前一非0符号同极性(包括B在内)。这就是说,从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V于是也断定V符号及其前面的3个符号必是连0符号,从而恢复4个连0码,再将所有–1变成+1后便得到原消息代码。
HDB3码是CCITT推荐使用的线路编码之一。HDB3码的特点是明显的,它除了保持AMI码的优点外,还增加了使连0串减少到至多3个的优点,这对于定时信号的恢复是十分有利的。
跳线开关KD01用于输入编码信号选择:当KD01设置在Dt位置时(左端),输入编码信号来自复接模块的TDM帧信号;当KD01设置在M位置时(右端),输入编码信号来自本地的m序列,用于编码信号观测。本地的m序列格式受CMI编码模块跳线开关KX02控制:KX02设置在1_2位置(左端),为15位周期m序列(111100010011010);KX02设置在2_3位置(右端),为7位周期m序列(1110010)。
跳线开关KD02用于选择将双极性码或单极性码送到位同步提取锁相环提取收时钟:当KD02设置在1_2位置(左端),输出为双极性码;当KD02设置2_3位置(右端),输出为单极性码。
跳线开关KD03用于AMI或HDB3方式选择:当KD03设置在HDB3状态时(左端),UD01完成HDB3编译码系统;当KD03设置在AMI状态时(右端),UD01完成AMI编译码系统。
该模块内各测试点的安排如下:
1、 TPD01:编码输入数据(256Kbps) 2、 TPD02:256KHz编码输入时钟(256KHz) 3、 TPD03:HDB3输出+ 4、 TPD04:HDB3输出–
5、 TPD05:HDB3输出(双极性码) 6、 TPD06:译码输入时钟(256KHz) 7、 TPD07:译码输出数据(256Kbps) 8、 TPD08: HDB3输出(单极性码)
二、实验仪器
1、 JH5001-4通信原理综合实验系统 2、 20MHz双踪示波器 3、 函数信号发生器
一台 一台 一台
三、实验目的
1、 了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3码的编码规则; 2、 熟悉HDB3码的基本特征;
3、 熟悉HDB3码的编译码器工作原理和实现方法; 4、 根据测量和分析结果,画出电路关键部位的波形;
四、实验内容
实验准备:本次实验主要使用码型变换模块(标AMI、HDB3、CMI码模块)。由于码型变换实验用的时钟信号由复接解复接提供,因此首先用10针排线连接排针插槽该模块JKD01和复接解复接模块的JKB02,以获取时钟信号。请将该模块的KP01、KP02跳线端接右端(2、3位置)。 1. AMI码编码规则验证
(1) 将输入信号选择跳线开关KD01设置在M位置(右端)、单/双极性码输出选择
开关设置KD02设置在2_3位置(右端)、AMI/HDB3编码开关KD03设置在AMI位置(右端),使该模块工作在AMI码方式。
(2) 将CMI编码模块内的跳线开关KX01设置在2_3位置(右端),将CMI编码模
块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置(右端),产生7位周期m序列。用示波器同时观测输入数据TPD01和AMI输出双极性编码数据TPD05波形及单极性编码数据TPD08波形,观测时用TPD01同步。分析观测输入数据与输出数据关系是否满足AMI编码关系,画下一个M序列周期的测试波形。
(3) 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置(左端),
产生15位周期m序列。重复上述测试步骤,记录测试结果。
(4) 将输入数据选择跳线开关KD01置于ALL 0产生全0码(注意,此处按键显示
选择数据无效)。重复上述测试步骤,记录测试结果。
(5) 将输入数据选择跳线开关KD01置于ALL 1,输入数据为全1码。重复上述测试
步骤,记录测试结果。
2. AMI码译码和时延测量
(1) 将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置(右端);将CMI编码模块内的
跳线开关KX01设置在2_3位置(右端),CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置(左端),产生15位周期m序列;将锁相环模块内输入信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置(左端)。
(2) 用示波器同时观测输入数据TPD01和AMI译码输出数据TPD07波形,观测时
用TPD01同步。观测AMI译码输出数据是否满正确,画下测试波形。问:AMI编码和译码的的数据时延是多少?
(3) 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置(右端),
产生7位周期m序列。重复上译步骤测量,记录测试结果。问:此时AMI编码和译码的的数据时延是多少?
思考:数据延时量测量因考虑到什么因数?
3. HDB3码变换规则验证
(1) 首先将输入信号选择跳线开关KD01设置在M位置(右端)、单/双极性码输出
选择开关设置KD02设置在2_3位置(右端)、AMI/HDB3编码开关KD03设置在
HDB3位置(左端),使该模块工作在HDB3码方式。
(2) 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置(右端),
产生7位周期m序列。用示波器同时观测输入数据TPD01和HDB3输出双极性编码数据TPD05波形及单极性编码数据TPD08波形,观测时用TPD01同步。分析观测输入数据与输出数据关系是否满足HDB3编码关系,画下一个M序列周期的测试波形。
(3) 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置(左端),
产生15位周期m序列。重复上述测试步骤,记录测试结果。
(4) 使输入数据端口悬空产生全1码(方法同1),重复上述测试步骤,记录测试结
果。
(5) 使输入数据为全0码(方法同1),重复上述测试步骤,记录测试结果。 4. HDB3码译码和时延测量
(1) 将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置(右端);将CMI编码模块内的
M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置(左端),产生15位周期m序列;将锁相环模块内输入信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置(左端)。 (2) 用示波器同时观测输入数据TPD01和HDB3译码输出数据TPD07波形,观测
时用TPD01同步。分析观测HDB3编码输入数据与HDB3译码输出数据关系是否满足HDB3编译码系统要求,画下测试波形。问:HDB3编码和译码的的数据时延是多少?
(3) 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置(右端),
产生7位周期m序列。重复上译步骤测量,记录测试结果。问:此时HDB3编码和译码的的数据时延是多少,为什么?
五、实验报告
(1)记录实验波形和数据
(2)分析AMI码和HDB3码为什么会使信号消除直流分量且频带压缩。 (3)AMI码和HDB3码相比各有什么优缺点?我国数字通信采用哪种码型? (4)为什么HDB3码编码时延比AMI码大,有多大影响?
(5)还有哪些常用传输码型,与AMI码和HDB3码相比有哪些优缺点?
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