HDB3线路编码通信系统综合测试
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ami hdb3码编译码实验报告AMI (Alternate Mark Inversion) 和 HDB3 (High Density Bipolar of Order 3) 码是一种常用的线路编码和解码方式,被广泛应用于数字通信系统中。
本实验报告将详细介绍AMI和HDB3码的编码和解码原理,并通过实验验证其正确性和可靠性。
一、实验目的本实验旨在通过编写AMI和HDB3码的编码和解码程序,加深对这两种编码方式的理解,并验证其在数字通信系统中的应用效果。
二、实验原理1. AMI码编码原理AMI码是一种基本的线路编码方式,它通过对二进制数据进行编码,使得连续的1和0之间交替出现正负电平。
具体编码规则如下:- 将二进制数据0编码为0电平;- 将二进制数据1编码为交替出现的正负电平。
2. AMI码解码原理AMI码的解码过程相对简单,只需要检测电平的正负即可。
具体解码规则如下:- 检测到正电平时,解码为二进制数据1;- 检测到负电平时,解码为二进制数据0。
3. HDB3码编码原理HDB3码是一种高密度双极性码,它通过对连续的0进行编码,实现数据的传输和时钟同步。
具体编码规则如下:- 将连续的0编码为连续的正负电平,其中正电平的个数取决于前一位的编码;- 当连续的0个数达到4个时,需要进行特殊处理,即通过插入一个“违例”来保持编码的高密度。
4. HDB3码解码原理HDB3码的解码过程较为复杂,需要根据前一位的编码和违例的位置进行判断。
具体解码规则如下:- 检测到正电平时,根据前一位的编码和违例的位置判断解码为0或1;- 检测到负电平时,根据前一位的编码和违例的位置判断解码为0或1。
三、实验步骤1. 编写AMI码的编码和解码程序,并进行测试。
首先生成一组随机的二进制数据,然后对其进行编码,并将编码结果输出。
接着将编码结果作为输入,进行解码,并将解码结果与原始数据进行比对,验证解码的正确性。
2. 编写HDB3码的编码和解码程序,并进行测试。
电子信息工程学系实验报告课程名称:通信原理Array实验项目名称:实验1 HDB3码型变换实验实验时间:2012.5.14班级:姓名:学号:实验目的:1. 理解二进制单极性码变换为AMI码的编码规则,掌握它的工作原理和实现方法;2. 理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。
实验仪器:1. HDB3码型变换实验模块2. 伪随机码发生器及误码仪3. 直流稳压电源JWY-30-44. 双踪同步示波器 SR85. 高频Q表6. 频谱分析仪*实验原理: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。
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)。
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。
(一)HDB3码(三阶高密度双极性码)①编码规则:连0串<4时,进行AMI编码,即传号极性交替;连0串>=4时,将第4个0变为非0符号(+V或-V),称破坏脉冲V码;当相邻V之间有偶数个(含0个)非0符号时,再将该小段的第1个0变换成B,称附加脉冲B码。
HDB3编码与译码实验一、实验前准备工作(1)预习本实验的相关容(2)熟悉实验箱面板分布及测试孔位置,定义本实验相关模块的跳线状态。
(3)实验前重点掌握的容:HDB 3编码和解码原理、定时提取原理(4)思考HDB 3输出波形应该什么样、编码输入和解码输出波形相位应该相同吗、本实验用到哪几个模块及每个模块的主要作用是什么。
二、实验目的(1)掌握HDB;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)了解信号的传输延时。
(5)了解HDB;编译码集成芯片CD22103三、实验仪器(1)ZH5001A通信原理综合实验系统一台(2)(2)20MHZ双踪示波器一台四、基本原理1.HDB3编译码电路在通信原理综合试验箱中,采用了CD22103专用芯片(UD01实现HDB3 码的编译码实验。
在该电路模块下,没有采用复杂的线圈耦合的方法来实现HDB;码字的转换,而是采用运算放大器(UD02完成对HDB3输出进行电平变换。
变换输出为双极性码或单极性码。
HDB3编译码系统组成如图一: 代闆,TTtXM TF1W3|割1 H[用1期律码樓块甜辰幣麗CD22013集成电路进行HDB3编译码。
当它第三脚接+5V时为HDB3编译码器。
编码时,需要输入NRZ码及时钟信号,CD22103编码输出两路并行信号+HDB3out(15脚TPD03和-HDB3out( 14脚TPD04,它们都是半占空比的正弦冲信号,分别与HDB3码的正极信号及负极信号相对应,这两路信号通过一个差分放大器(UD02A后,得到HDB3通过由运算放大器的相加器(UD02B,输出HDB3码的单极性码输出。
译码时,需将HDB3码变换成两路单极性信号分别送到CD22103的第11、13脚,此任务由双/单变换电路来完成。
通常译码之后TPD07与TPD01的波形应一致,但由于当前的输出HDB3 码字可能与前四个码字有关,因此HDB3勺编译码时延较大。
AMI/HDB3 码型变换实验一、实验目的了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3 码的编码规则;熟悉HDB3 码的基本特征;熟悉HDB3 码的编译码器工作原理和实现方法; 根据测量和分析结果,画出电路关键部位的波形;二、实验内容AMI 码编码规则验证AMI 码译码和时延测量AMI 编码信号中同步时钟分量定性观测AMI 译码位定时恢复测量HDB3 码变换规则验证HDB3 码译码和时延测量HDB3 编码信号中同步时钟分量定性观测HDB3 译码位定时恢复测量三、实验仪器1.JH5001通信原理综合实验系统一台2.20MHz 双踪示波器一台四、原理与电路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…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。
HDB3AMI非归零码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-同极性的符号。
实验五:AMI/HDB3码编译码实验
一.实验目的
1.熟悉AMI/HDB3码编译码原理
2.熟悉AMI/HDB3码芯片的功能、使用及测量
二.实验仪器
1.RZ8621D 实验箱一台
2.20MHz 双踪示波器一台
3.平头小起子一个
三.实验电路连接 (一)(二)AMI/HDB3形成TPA01TPA03
TPA04TPA05
TPA06
TPA02AMI/HDB3
编码
AMI/HDB3译码
图8-1 AMI/HDB3码编译码实验框图
四.实验预习及测量点说明
实验前先预习AMI/HDB3编码、译码电路简介:
1、AMI/HDB3编译码是由专用的编译码集成芯片SC22103及少量外接电路构成。
AMI/HDB3编译码电路原理如图8-2所示。
AMI/HDB3码是线路传输码,实际的通信系统AMI/HDB3码编码是在系统发送端。
输入信号应为待发送的信码,输出为AMI/HDB3编码,AMI/HDB3码是伪三电平码。
AMI/HDB3译码是在系统接收端。
输入的信号是通信对方经信道传送过来的AMI/HBD3码,输出为恢复信码。
图8-2仅仅是AMI/HDB3码编译码的实验系统。
编码与译码是自环连接。
这样连接是不符合实际应用的情况,但它能清楚地说明HDB3码编码过程和译码过程,并且电路简单,用它来学习AMI/HDB3码编译码和SC22103使用还是很好的。
实验二 HDB3 编码实验1. 实验目的与实验原理z了解线路编码的码型选择原则;z掌握HDB3码的编码规则及其特性;z掌握HDB3接口变换与反变换的实现方法;z进一步掌握伪随机信号产生电路的实现方法;HDB3码编码规则是:HDB3码在编码时,连“0”个数被限制为≦3。
HDB3编码方法是,当信息中出现连“0”个数≦3时,HDB3码即是AMI码;当信息中出现4个(或以上)连“0”时,就用特定码组来取代,这种特定码组称为取代节。
例如,信码为:10 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 若前一个破坏点为V- ,且它至第一个连“0”串前有奇数个B,则HDB3码为: B+ 0 B- B+ 0 0 0 V+ 0 0 0 B- B+ B- 0 0 V- 0 0 B+若前一个破坏点为V+ ,且它至第一个连“0”串前有偶数个B,则HDB3码为: B+ 0 B- B+ B- 0 0 V- 0 0 0 B+ B- B+ 0 0 V+ 0 0 B-HDB3码有两种取代节:“B00V”和“000V”。
其中B表示符合极性交替规则的传号,V表示破坏极性交替规则的传号,称为“破坏点”。
这两种取代节的选取规则是:使任意两个V脉冲间的B脉冲数目为奇数。
这样,相邻V脉冲的极性也满足交替变化规律,达到整个信号保持无直流分量的目的。
HDB3码的波形不是唯一的,它与出现四连“0”码之前的状态有关。
下图中 虚线框内为HDB3编码电路框图。
HDB3编码电路的框图一个完整的二次群HDB3编码实验电路包括以下4部分:(1) 8M时钟信号输入(2) 大于5级NRZ码产生器(3) 用FPGA实现HDB3编码电路(4) 单-双极性输出合成电路2、在MAXPLUS II设计平台下进行电路设计(1)目录路径: TX \ HDB3_all\HDB3A在计算机上建一实验目录(用英文)文件名: hdb3a.gdf , ( 或 hdb3a1.gdf )(2)完成HDB3编码电路设计,或打开实验光盘提供的实验电路,并进行分析。