实验一数字基带信号的产生及波形变换实验

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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：G

3．20M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。

00000E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

2

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。

实验1 常见离散信号产生和实现

一、实验目的：

1、加深对常用离散信号的理解；

2、掌握matlab中一些基本函数的建立方法。

二、实验原理：

1.单位抽样序列

01)(n 00nn

在MATLAB中可以利用zeros()函数实现。

;1)1();,1(xNzerosx

如果)(n在时间轴上延迟了k个单位，得到)(kn即：

01)(kn 0nkn

2．单位阶越序列

01)(nu 00nn

在MATLAB中可以利用ones()函数实现。

);,1(Nonesx

3．正弦序列

)/2sin()(FsfnAnx

在MATLAB中

)/***2sin(*1:0faiFsnfpiAxNn

4．复指数序列

njernx)(

在MATLAB中 )**exp(1:0nwjrxNn

5．指数序列

nanx)(

在MATLAB中

naxNn.^1:0

三、实验内容实现和图形生成

1、五种基本函数的生成

程序如下：

(1)、单位抽样序列

% 单位抽样序列和延时的单位抽样序列

clf;

n=0:10;

x1=[1 zeros(1,10)];x2=[zeros(1,5) 1 zeros(1,5)];

subplot(1,2,1);

stem(n,x1);xlabel ('时间序列n');ylabel('振幅');title('单位抽样序列x1');

subplot(1,2,2);

stem(n,x2); xlabel('时间序列n');ylabel('振幅');title('延时了5的单位抽样序列');

（2）、单位阶越序列

clf; n=0:10;

u=[ones(1,11)];

stem(n,u);xlabel ('时间序列n');ylabel('振幅');title('单位阶越序列');

实验一 离散傅里叶变换及性质

一、实验目的

二、实验原理

三、程序设计

程序源代码：

>>

>> clf;

>> w=-pi:2*pi/512;pi;

>> N=15;

>> x=[1,2,3,4,5,6,7,8,9];

>> x=[x,zeros(1,N-length(x))];

>> h=[1,2,-3,-1,0,2,-2];

>> h=[h,zeros(1,N-length(h))];

>> m=[0:N-1];

>> hm=h(mod(-m,N)+1);

>> H=toeplitz(hm,[0,h(2:N)]); Warning: First element of input column does not match first element of input row.

Column wins diagonal conflict.

> In toeplitz at 21

>> y=x*H;

>> [xk,w]=freqz(x,1,512,'whole');

>> [hk,w]=freqz(h,1,512,'whole');

>> [yk,w]=freqz(y,1,'whole');

>> subplot(2,1,1);plot(w/pi,abs(yk));grid on;title('卷积序列的幅值谱');

>> subplot(2,1,2);plot(w/pi,angle(yk));grid on;title('卷积序列的相位谱');

程序结果截图：

四、实验预习要求

五、实验报告要求

六、思考题

答：不同和关系：

DTFT用以求出离散信号的连续频谱，它仅在时域上离散而在频域上连续。

DFT用以求连续频谱上的离散样本点，在时域和频域都是离散的。

如何求：

DFT是由DTFT采样而来，采样点数取决于DFT的点数N；

已知DFT，则将累加上限扩至无穷即可得到DTFT； 已知DTFT,则通过采样，取部分累加即可得到DFT。

实验一 数字基带信号

20111601310044 陈增贤

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、 基本原理

本实验使用数字信源模块和HDB3编译码模块。

1、AMI码原理：将信源代码的‘1’码交替变为‘+1’和‘-1’，而‘0’码保持不变。

2、HDB3码原理：当信源代码中的连‘0’码个数小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+与-1交替变化。当连‘0’码个数大于超过3时，将每4个连‘0’化作一小节定义为B00V，V与前一个相邻的非‘0’码极性相同，相邻的V码极性交替，B的取值可为0，+1，-1（当相邻V码之间含有偶数个非0码时，B取+1或者-1（与前一个非0码反极性），否则B取0）。

四、 实验步骤

本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。

1、接好电源线，打开电源开关。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。

2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。

示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，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）； 分析：发光二极管的状态设为1101 1011 0110 1101 1110 1111