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![[信息与通信]通信原理实验AMIHDB3CMI码型变换波形图](https://img.taocdn.com/s1/m/1f1ba02742323968011ca300a6c30c225801f052.png)
hdb3译码实验报告HDB3译码实验报告引言：HDB3（High Density Bipolar of Order 3）是一种常用于数字通信中的编码和解码技术。
在本次实验中，我们将对HDB3译码进行实验，并对实验结果进行分析和讨论。
一、实验背景数字通信中，编码和解码技术起着至关重要的作用。
编码技术可以将数字信号转换为适合传输的信号形式，而解码技术则将接收到的信号重新转换为原始的数字信号。
HDB3编码和解码技术广泛应用于数字通信系统中，具有较高的传输效率和抗干扰能力。
二、实验目的本次实验的目的是通过对HDB3译码的实验，深入理解HDB3编码和解码的原理，并验证其在数字通信中的可行性和有效性。
三、实验原理HDB3编码和解码是基于Bipolar编码的一种技术。
在HDB3编码中，每个二进制位被编码为一个符号，符号可以是正脉冲、负脉冲或零脉冲。
解码过程则是将接收到的符号转换为原始的二进制位。
四、实验步骤1. 准备实验所需材料：计算机、数字信号发生器、示波器等。
2. 设计并生成HDB3编码的测试信号。
3. 将测试信号输入到HDB3译码器中进行解码。
4. 使用示波器观察解码后的信号波形，并记录观察结果。
5. 对比解码结果与原始信号进行分析和比较。
五、实验结果与分析通过实验我们得到了解码后的信号波形，并与原始信号进行了对比。
观察结果显示，HDB3译码器能够准确地将接收到的信号转换为原始的二进制位，且在传输过程中具有较好的抗干扰能力。
这验证了HDB3编码和解码技术在数字通信中的可行性和有效性。
六、实验总结本次实验通过对HDB3译码的实验，我们深入理解了HDB3编码和解码的原理，并验证了其在数字通信中的可行性和有效性。
HDB3编码和解码技术在数字通信中具有重要的应用价值，能够提高传输效率和抗干扰能力。
在今后的研究和实践中，我们将进一步探索和应用HDB3编码和解码技术，为数字通信的发展做出更大的贡献。
结束语：通过本次实验，我们对HDB3译码有了更深入的了解，并验证了其在数字通信中的可行性和有效性。
ami hdb3编译码实验实验报告Ami HDB3编码解码实验实验报告摘要：本实验旨在通过对Ami HDB3编码解码的实验，掌握Ami HDB3编码解码的原理和方法，以及通过实验验证Ami HDB3编码解码的正确性和可靠性。
实验结果表明，Ami HDB3编码解码在传输数据时具有较高的可靠性和稳定性。
一、实验目的1. 了解Ami HDB3编码解码的原理和方法；2. 掌握Ami HDB3编码解码的实验操作方法；3. 通过实验验证Ami HDB3编码解码的正确性和可靠性。
二、实验原理Ami HDB3编码是一种高密度双极性三零编码，它是一种常用的数字通信编码方式。
在Ami HDB3编码中，每4个零比特用一个编码方式表示，以减少数据传输时的数据量，提高传输效率。
三、实验步骤1. 准备实验设备和材料，包括信号发生器、示波器等；2. 连接实验设备，按照实验指导书中的连接图连接各个设备；3. 设置信号发生器和示波器的参数，根据实验要求进行调整；4. 进行Ami HDB3编码解码实验，记录实验过程中的数据和观察结果；5. 分析实验结果，验证Ami HDB3编码解码的正确性和可靠性。
四、实验结果通过实验观察和数据记录，验证了Ami HDB3编码解码的正确性和可靠性。
在实验过程中，Ami HDB3编码解码能够准确地将数据进行编码和解码，并且传输过程中不会出现数据丢失或错误的情况。
五、实验结论Ami HDB3编码解码在传输数据时具有较高的可靠性和稳定性，能够准确地进行数据编码和解码，适用于数字通信系统中的数据传输。
六、实验意义通过本次实验，我们深入了解了Ami HDB3编码解码的原理和方法，掌握了Ami HDB3编码解码的实验操作技巧，验证了Ami HDB3编码解码的正确性和可靠性，为今后的数字通信系统应用提供了重要的参考和指导。
总之，本次实验对Ami HDB3编码解码的原理和方法进行了深入的探讨和实验验证，为数字通信系统中Ami HDB3编码解码的应用提供了重要的理论和实践基础。
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⏹调测HDB3编、译码电路；⏹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、实验原理1、AMI码我们用“0”和“1”代表传号和空号。
AMI码的编码规则是“０”码不变，“１”码则交替地转换为“+1”和“-1”。
当码序列是“１００１０００１１１０１”时，AMI码就变为“+100-1000+1-1+10-1”。
这种码的反变换也很容易，在再生信码时，只要将信号整流，即可将“-１”翻转为“+１”，恢复成单极性码。
这种码未能解决信码中经常出现的长连“０”的问题。
2、HDB3码及变换规则（B：符合极性交替规律的传号；V：破坏极性交替规律的传号（破坏点））这是一种四连“0”取代码。
当没有四个以上连“０”码时，按AMI规则编码，当出现四个连“０”码时，以码型取代节“０００Ｖ”或“Ｂ００Ｖ”代替四连“０”码。
选用取代节的原则是：用Ｂ脉冲来保证任意两个相连取代节的Ｖ脉冲间“１”的个数为奇数。
当相邻Ｖ脉冲间“１”码数为奇数时，则用“０００Ｖ”取代，为偶数个时就用“Ｂ００Ｖ”取代。
在Ｖ脉冲后面的“１”码和Ｂ码都依Ｖ脉冲的极性而正负交替改变。
图1.2 给出了HDB3码的频谱，此码符合前述的对频谱的要求。
图1.2 HDB3码的频谱示意图由于HDB3码的这些优点能较好地满足传输码型的各项要求，所以常被用于远端接口电路中。
在△Ｍ编码、PCM编码和ADPCM编码等终端机中或多种复接设备中，都需要HDB3码型变换电路与之相配合。
3、编码部分图1.3 编码部分的原理框图4、解码部分图1.4 解码部分的原理框图（二）这里提供一个实际使用的HDB3编、解码电路，分别示于附图三、附图四和附图五。
计算机与信息工程学院验证性实验报告一、实验目的1、掌握单极性码、双极性码、归零码、非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同步时分复用信号的帧结构特点。
二、实验原理及方法本实验使用数字信源模块和AMI/HDB3编译码模块。
1、数字信源模块本模块有以下信号测试点及输出点：• CLK 晶振信号测试点• BS-OUT 信源位定时信号测试点/输出点• FS 信源帧定时信号测试点• NRZ-OUT(AK) NRZ信号(绝对码AK) 测试点/输出点•晶振CRY：晶体；U1：反相器7404•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4512而分频器、三选一、倒相器、抽样等单元由一片CPLD（Altera公司的EPM7 064芯片或其全兼容芯片－ATMEL公司的ATF1504AS）完成。
2. AMI/HDB3编译码模块本模块的原理框图如图1.6所示，电原理图如图1.7所示，图中NRZ-IN接信源模块的输出信号NRZ-OUT，BS-IN接信源模块的输出位定时信号BS-OUT，它们已在印刷电路板上连通。
模块内部使用+5V和-5V电压，其中-5V电压由-12V 电源经三端稳压器7905变换得到。
本模块有以下信号测试点：• NRZ 译码器输出信号测试点• BS-R 锁相环输出的位同步信号测试点• AMI-HDB3 编码器输出信号测试点• BPF 带通滤波器输出信号测试点• DET 整流器输出信号测试点三、实验内容及步骤1、熟悉数字信源模块和AMI/HDB3编译码模块的工作原理，接好电源线，打开实验设备电源开关。
2、用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。
将示波器置于外同步触发状态，用信源模块的FS信号作为示波器的外同步触发信号。
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。
通信系统原理实验姓名：季国盛学号：12221131班级：通信1212第11 周星期五第五大节实验名称：AMI/HDB3码型变换一实验目的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.通信原理综合实验系统2.双踪示波器三实验内容及步骤1.HDB3码型变换规则验证(1)通过设置，使编码模块工作在HDB3码方式，通过CMI编码模块内的m序列类型选择跳线开关KX02的设置，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。
①输入数据（TPD01）HDB3输出双极性码数据（TPD05）：得到结果显示如下：②通过观察分析可以看出：输入数据0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1HDB3 1 0 0 -10 0 1-1 0 0前一个周期内输入数据1 1 0 0 1 0 0HDB3 1 -1 0 0 1 0 0下一个周期内输入数据1 1 0 0 1 0 0HDB3 -1 1 0 0 -1 0 0通过观察和分析，可以看出HDB3码译码时是有延迟的③输入数据（TPD01），AMI输出单极性码数据（TPD08）得到显示结果如下：从显示结果可以得到：输入数据0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1HDB3单极性码数据0 0 -1 0 0-1 -1 0 0在一个周期内，输入数据：输入数据 1 1 0 0 1 0 0HDB3单极性码数据-1 -1 0 0 -1 0 0(2) 使输入数据端口悬空产生全1码，重复步骤（1）。
用示波器观测如下数据：①输入数据（TPD01），HDB3输出双极性码数据（TPD05）得到如下结果：输入数据 1 1 1 1 1HDB3双极性码数据-1 1-1 1-1可以看出，当输入全为1的时候，HDB3双极性码正负极性交替出现②输入数据（TPD01），HDB3输出单极性码数据（TPD08）得到结果如下:输入数据 1 1 1HDB3单极性码数据-1 -1 -1(3)使输入数据为全0码，重复步骤（1）。
《通信原理实验》课程研究性学习手册 姓名学号同组成员指导教师王根英时间2014年11月 一、实验任务： 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、理论分析： 1. AMI(Alternative Mark Inversion)码的全称是信号交替反转码，是通信编码中的一种，为极性交替翻转码，分别有一个高电平和低电平表示两个极性。 消息代码中的0 传输码中的0，消息代码中的1 传输码中的+1、-1交替出现。 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。 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。 2. 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 码是占空比为 0.5 的双极性归零码。 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。 3. 实验原理如下： TPD01 数据输入 跳线器 M
Dt 编码 译码
电平 变换
电平 变换
跳线器
● ●
● ●
TPD03 TPD04 TPD05
TPD08 HDB3 AMI 跳线器 KD03 发时钟数据输出收时钟TPD07 1-2 2-3
KD02
位定时提取电路
KD01 单极性码双极性码256KHz 带通滤波器 模拟锁相环 （PLL） TPD06 TPD02 TPP01 UD01 UD02A
UD02B 15 14
13 11
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） 三、实验步骤： 1. HDB3码变换规则的验证 1) 使输入数据端口悬空产生全1码，用示波器观测双极性编码数据TPD05波形和单极性编码数据TPD08波形。 TPD05波形： 由图分析可知，当输入为全1码的时候，双极性HDB3编码输出为正负电平交替变换。 输入信号 1 1 1 1 1 1 1 1 双极性HDB3编码 E -E E -E E -E E -E TPD08波形：
由图分析可知，当输入为全1码的时候，单极性HDB3编码输出也为正负电平交替变换。 输入信号 1 1 1 1 1 1 1 1 单极性HDB3编码 E -E E -E E -E E -E 2) 使输入数据端口为全0码，用示波器观测双极性编码数据TPD05波形和单极性编码数据TPD08波形。 TPD05波形： 双极性HDB3编码规则中输入为全0码，连0的个数超过了3个，因此产生了破坏码和补信码。 输入信号 0 0 0 0 0 0 0 0 双极性HDB3编码 E 0 0 -E -E 0 0 -E 说明 B 0 0 V B 0 0 V TPD08波形：
单极性HDB3编码编码。 输入信号 0 0 0 0 0 0 0 0 单极性HDB3编码 -E 0 0 -E -E 0 0 -E 2. HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测 将数据输入选择跳线开关KD01设置在M位置(右端)，通过CMI编码模块内的m序列类型选择跳线开关KX02的设置，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)。 1) 将极性选择码输出跳线开关KD02设置在2_3位置(右端)产生单极性码输出，用示波器测量模拟锁相环模块TPP01、TPP02波形；然后将跳线开关KD02设置在1_2位置产生双极性码输出，观测TPP01、TPP02波形变化。 KD02设置在2_3位置、TPP01波形： M序列，单极性码同步时钟分量。由此处可以看出，因为带通滤波器不是理想的，所以正弦信号不是很完美。 KD02设置在2_3位置、TPP02波形：
正弦信号经过运放放大后，得到了时钟信号。 KD02设置在1_2位置、TPP01波形；
有杂乱波形，没有256KHz正弦分量。 KD02设置在1_2位置、TPP02波形： 也没有得到时钟信号。 2) 将极性码输出选择跳线开关KD02设置在2_3位置(右端)产生单极性码输入，使输入数据为全1码，测试模拟锁相环模块TPP01点的同步是时钟分量波形，记录并分析测试结果。 KD02设置在2_3位置、TPP01波形：
M序列，单极性码同步时钟分量。由此处可以看出，因为带通滤波器不是理想的，所以正弦信号不是很完美。 KD02设置在2_3位置、TPP02波形：
正弦信号经过运放放大后，得到了时钟信号。 3) 使输入数据为全0码，重复上述步骤，记录测试结果。 KD02设置在2_3位置、TPP01波形： M序列，单极性码同步时钟分量。由此处可以看出，因为带通滤波器不是理想的，所以正弦信号不是很完美。 KD02设置在2_3位置、TPP02波形：
正弦信号经过运放放大后，得到了时钟信号。 四、结论及分析： 1. 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。 2. 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码还是全1码 。 五、扩展问题 编码输入和解码输出的延时是如何产生的？ 编码输入和解码输出延时产生的原因是信号在经过CD22103芯片时，芯片需要一定的处理时间，这个处理时间就导致了延时的产生。查芯片手册可以知道编码和解码的延时都是4个时钟周期。 六、心得： 通过此次试验，我们进一步深刻理解了教材上生疏的AMI编码规则和HDB3编码规则，同时对他们的基本波形和基本性质有了直观的认识。 七、参考文献： [1] 王根英.通信系统原理试验.北京：清华大学出版社，2010 [2] 樊昌信.通信原理(第六版).北京：国防工业出版社，2005
