AMI码型变换10

参考资料：[1] 樊昌信.通信原理[M] .5版.北京：国防工业出版社，2001[2] 吴资玉.数字通信原理[M].北京：中国物资出版社，1999[3] 王钦笙.数字通信原理[M].北京：北京邮电大学出版社，1995[4] 周凯.EWB虚拟电子实验室[M].北京：电子工业出版社，2005[5] 纪云.简单实用的调制解调器[J].微计算机信息，1991，10（2）：28～34[6] 陈海强.基带调制编码技术的研究[J].华中师范大学学报：自然科学版，2004，38（3）：312～3151 AMI(Alternate Mark Inversion)码AMI码是通信编码中的一种,为极性交替翻转码,分别用一个高电平和低电平表示两个极性。

(1)编码规则。

①消息代码中的0用传输码中的0表示。

②消息代码中的1用传输码中的+1、-1交替表示。

例如:消息代码:1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1AM I码:+1 0 -1 0 +1 0 0 0 -1 0 +1- 1 + 1(2)AMI码的特点。

①AMI码确定的基带信号中正负脉冲交替出现,而0电位保持不变;所以由AM I 码确定的基带信号无直流分量(等概情况下) ,且只有很小的低频分量。

②不易提取定时信号,由于它可能出现长的连0串。

(3)AMI编码用c语言实现。

int ami (char* r,in t f) void opposite(char* s){char a=‘n’,c;{if((*s)==‘p’) (*s)=‘n’;in t i=0; e lse if( (*s)==‘n’) (*s)=‘p’;wh ile(f) }{ if ( i>= l ){ re tu rn 0 ;} 说明:其中p代表+ 1 , n代表- 1 , r为接收c=r ; 码, f为接收码的个数。

函数oppo -site起取if (c==‘0’) { r=‘0’;} 反作用。

目录1 技术要求 (1)2 基本原理 (1)2.1 基带信号 (1)2.2 AMI码 (1)3 设计方案及功能分析 (2)3.1 方案一 (2)3.2 方案二 (3)3.3 方案比较 (4)4 实现方案 (4)5 硬件电路调试 (5)6 结论 (6)7 心得体会 (6)8 参考文献 (7)附录 (8)1安装调试实验报告 (8)1.1安装调试过程记录 (8)1.2测试波形记录及分析 (8)1.3 调试报告小结 (9)2 CPLD设计原理图 (9)3 外围电路 (10)4 思考题 (10)基带码型变换设计——AMI码码型变换1 技术要求1）设计AMI码的编译码电路；2）输入信号为24位的周期NRZ码；3）编译码延时小于3个码元宽度。

2 基本原理2.1 基带信号在实际的基带传输系统中，并不是所有的基带波形都适合在信道中传输。

例如含有丰富直流和低频分量获得单极性基带波形就不适宜在低频传输特性差的信道中传输，因为这有可能造成信号严重畸变。

又如，当消息代码中包含长串的连续“1”或“0”符号时，非归零波形呈现出连续的固定电平，因而无法获取信息。

单极性归零码在传送连“0”时，也存在同样的问题。

因此，对传输用的基带信号主要有以下两个方面的要求：1）将信息符号编织成适合于传输用的码型；2）对所选码型的电波形, 必须适宜在信道中传输。

前者属于传输码型的选择，后者是基带脉冲的选择。

2.2 AMI码AMI（Alternative Mark Inversion）码的全称是传号交替反转码，其编码规则是将消息码中的“1”（传号）交替的变换为“+1”和“-1”，而“0”（空号）保持不变。

AMI码对应的波形是具有正、负、零三种电平的脉冲序列。

它可以看成是单极性波形的变形，即“0”仍对应零电平，而“1”交替对应正负电平。

AMI码成为小常用的传输码型之一，其优点是，没有直流分量，且高、低频分量少，都能集中在频率为1/2码速处；编译码电路简单，且可利用传号极性交替这一规律观察误码情况；如果它是AMI-RZ波形，接收后只要全波整流，就可变为单极性RZ波形，冲中可以提取定时分量。

通信原理大作业用matlab仿真1.幅频失真S(t)=sint+1/3sin3t,S’(t)=sint+sin3t;相频失真S(t)=sint+1/3sin3t,S’(t)=sin(t+2pi)+1/3sin(3t+3pi).程序：x=0:pi/20:3*pi;y1=sin(x)+(sin(3*x))/3;y2=sin(x)+sin(3*x);y3=sin(x+2*pi)+(sin(3*x+3*pi))/3;figure(1)plot(x,y1);hold onplot(x,y2,'r-');legend('S(t)=sint+1/3sin3t','S(t)=sint+sin3t')figure(2)plot(x,y1);hold onplot(x,y3,'r-');legend('S(t)=sint+1/3sin3t','S(t)=sin(t+2*pi)+1/3sin(3t+3*pi)')幅频失真相频失真2. 将输入的一串0,1编码1） 转换成AMI 码 2） 转换成HDB3码 3） 转换成双相码 4） 转换成Miller 码 5） 转换成CMI 码 总流程开始输入数组依次显示五种码形结束转换成AMI 码转换成CMI码转换成HDB3码转换成双相码转换成Miller码转化成五种码具体流程思路：数组xn 中0保持不变；并统计1个数，当为偶数1保持不变；当为奇数1变换为-1 1) 转换成AMI 码 nono no得到数组xnXn （i ）是否=1num=num+1num 是否为偶数 得到数组xn 长度k i=1; num=0yn(i)=xn(i)yn(i)=xn(i)yn(i)= -xn(i)i 是否=k 得到数组yn i=i+12) 转换成HDB3码 思路：在AMI 码基础上1. 当出现第一个四个连0 时v=前一个非0数2. 当出现四个连0，v 和-v 交替出现3. 判断破坏脉冲是否成立，如果不成立四个连0的第一个0做相应变换（即添加B ） 以后的1也要取负得到v(1)是否是得到数组yni=1yn （i ）是否=0 num=num+1 num=0num 是否=4v=yn(i-4)否否否 否否得到数组yn i=1 sign=1 num=0yn （i ）是否=0num=num+1num 是否=4yh(i)=v(sign)sign 是否为偶数 yh(i)= -v(sign)yh(i)是否=yh(i-4) yh(i-3)=yh(i) yh(i:k)=Yh(i:k )i 是否=k 得到数组yhi=i+13) 转换成双相码思路:1．当出现0转换为01 2．当出现1转换为10；nono得到数组xn得到数组xn 长度kys(2i-1)=0;ys(2i-2)=1Xn(i)是否=0i=1ys(2i-1)=1;ys(2i-2)=0i 是否=k 得到数组ys i=i+14) 转换成密勒码 思路：1．当第一个数出现1时转换成10；否则转换为002．以后当出现1时对应的第一个码不变，第二个变化；当出现一个0对应的两个码元都不变；出现连0对应的两个码元都变化。

AMI码型变换-10AMI/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AMI/HDB3 码的编码规则；2．熟悉AMI码与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；二．实验仪器1．JH7001 通信原理综合实验系统一台2．双踪示波器一台3．函数信号发生器一台三、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）。

实验一AMI码型变换实验一、实验名称AMI码型变换实验二、实验目的了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。

掌握AMI码的编译规则。

了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。

三、实验仪器主控&信号源模块2号数字终端&时分多址模块8号基带编译码模块13号同步模块示波器四、实验原理1.AMI编译码实验原理框图AMI编译码实验原理框图2.实验框图说明AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。

实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到AMI-A1和AMI-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到AMI 编码波形。

AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。

实验框图中译码过程是将AMI码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处理，得到原始码元。

五、实验步骤实验项目一AMI编译码（归零码实验）概述：本项目通过选择不同的数字信源，分别观测编码输入及时钟，译码输出及时钟，观察编译码延时以及验证AMI编译码规则。

1、登录e-Labsim仿真系统，创建实验文件，选择实验所需模块和示波器。

2、按表格所示进行连线。

3、运行仿真，开启所有模块的电源开关。

4、设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【AMI编译码】→【归零码实验】。

将模块13的开关S3分频设置拨为0011，即提取512K同步时钟。

5、此时系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。

6、实验操作及波形观测。

（1）用示波器分别观测编码输入的数据TH3和编码输出的数据TH11(AMI输出)，观察记录波形，有数字示波器的可以观测编码输出信号频谱，验证AMI编码规则。

（2）保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP5(AMI-A1)，观察基带码元的奇数位的变换波形。

（3）保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP6(AMI-B1)，观察基带码元的偶数位的变换波形。

实验二 AMI码型变换实验一、实验目的1、了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。

2、掌握AMI码的编译规则。

3、了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。

二、实验器材1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、AMI编译码实验原理框图AMI编译码实验原理框图2、实验框图说明AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。

实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到AMI-A1和AMI-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到AMI编码波形。

AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。

实验框图中译码过程是将AMI码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处理，得到原始码元。

四、实验步骤实验项目一 AMI编译码（归零码实验）概述：本项目通过选择不同的数字信源，分别观测编码输入及时钟，译码输出及时钟，观察编译码延时以及验证AMI编译码规则。

1、关电，按表格所示进行连线。

源端口目的端口连线说明信号源：PN 模块8：TH3(编码输入-数据) 基带信号输入信号源：CLK 模块8：TH4(编码输入-时钟) 提供编码位时钟模块8：TH11(AMI编码输出) 模块8：TH2(AMI译码输入) 将数据送入译码模块模块8：TH5(单极性码) 模块13：TH7(数字锁相环输入) 数字锁相环位同步提取模块13：TH5(BS2) 模块8：TH9(译码时钟输入) 提供译码位时钟213的开关S3分频设置拨为0011，即提取512K同步时钟。

3、此时系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。

4、实验操作及波形观测。

（1）用示波器分别观测编码输入的数据TH3和编码输出的数据TH11(AMI输出)，观察记录波形，有数字示波器的可以观测编码输出信号频谱，验证AMI编码规则。

（2）保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP5 (AMI-A1)，观察基带码元的奇数位的变换波形。

实验准备1:1.实验目的1)了解几种常用的数字基带信号的特征与作用。

2)掌握AMI码的编译规则。

3)了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。

2.实验器材1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干3.实验原理1)、AMI编译码实验原理框图AMI编译码实验原理框图2)、实验框图说明AMI编码规则就是遇到0输出0,遇到1则交替输出+1与-1。

实验框图中编码过程就是将信号源经程序后,得到AMI-A1与AMI-B1两路信号,再通过电平转换电路进行变换,从而得到AMI编码波形。

AMI译码只需将所有的±1变为1,0变为0即可。

实验框图中译码过程就是将AMI码信号送入到电平逆变换电路,再通过译码处理,得到原始码元。

4.实验步骤实验项目一AMI编译码(归零码实验)概述:本项目通过选择不同的数字信源,分别观测编码输入及时钟,译码输出及时钟,观察编译码延时以及验证AMI编译码规则。

1、关电,按表格所示进行连线。

1注:1、实验准备部分包括实验环境准备与实验所需知识点准备。

2、若就是单人单组实验,同组成员填无。

码,就是否能观察到恢复的位时钟信号,为什么？实验项目二AMI编译码(非归零码实验)概述:本项目通过观测AMI非归零码编译码相关测试点,了解AMI编译码规则。

1、保持实验项目一的连线不变。

2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【AMI编译码】→【非归零码实验】。

将模块13的开关S3分频设置拨为0100,即提取256K同步时钟。

3、此时系统初始状态为:编码输入信号为256KHz的PN序列。

4、实验操作及波形观测。

参照项目一的256KHz归零码实验项目的步骤,进行相关测试。

一、实验过程记录2:非归零码实验基带信号＋AMI输出基带信号＋AMI_A12注:实验过程记录要包含实验目的、实验原理、实验步骤,页码不够可自行添加。

基带信号＋AMI_B1基带信号＋译码输出译码输出坏了基带信号＋TH5编码输入时钟＋译码输出时钟译码输出坏了归零码实验基带信号＋AMI输出基带信号＋AMI_A1基带信号＋AMI_B1基带信号＋译码输出译码输出坏了基带信号＋TH5编码输入时钟＋译码输出时钟译码输出坏了三、实验小结:实验报告成绩(百分制)__________ 实验指导教师签字:__________。

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。

基带码型变换设计——AMI码码型变换1 技术指标1.1设计AMI码的编译码电路；1.2 输入信号为24位的周期NRZ码1.3 编译码延时小于3个码元宽度2 基本原理AMI（Alternative Mark Inversion）码的全称是传号交替反转码，是通信编码中的一种，为极性交替翻转码，由高电平和低电平表示两个极性。

其编码规则为：将消息码中的信号“1”传号交替变换为“+1”、“-1”，而“0”保持不变。

例如：消息码 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0AMI码 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 0 -1 +1 -1 0 +1 -1 0 解码规则为：将收到的符号序列所有的-1变成+1。

AMI码的编码电路的实现主要解决的问题是将高电平转化为交替变化的正负电平，译码电路主要解决的问题是将负电平转化为正电平。

可以采用逻辑门电路与运算放大器组成的电路或者CPLD（可编程逻辑器件）的组合实现。

3 设计方案及功能分析3.1 方案一：基于运算放大器的AMI编译码电路的实现3.1.1编码电路的设计编码电路图如下图1 基于运算放大器的AMI编码电路实现编码电路由一个JK触发器、三个与门、一个非门、两个运算放大器及六个电阻和一个电容组成。

第一个与门一端接NRZ脉冲输入，另一端接频率为NRZ倍的时钟脉冲源，它的主要作用是将非归零码转换为归零码。

JK触发器的JK端与第一个与门的输出端相连。

时钟信号通过非门作为JK触发器的触发脉冲以保证在每个码元起始位置有上升沿触发。

Q端和Q非端分别和一个与门相连两个与门的另一端都和归零码输出相连。

这部分电路的作用是将归零消息码的“1”信号变为交替的“0”、“1”和交替的“1”、“0”分别输出。

第二个与门和第三个与门的输出端分别作为一个求差运算放大器的输入，将交替变化的0”、“1”，“1”、“0”想减得到AMI码。

由于这样得到的AMI码中掺杂着冲击信号，因此要添加电容将其滤除。

AMI码型变换实验报告一、实验目的：通过实验掌握数据信号的AMI码型变换原理和方法，了解其优点和缺点，并熟练掌握实现过程。

二、实验原理：AMI码型（Alternate Mark Inversion码型）是数据通信中常用的一种码型。

它的规则是：编号0以正脉冲表示，编号1以负脉冲表示，而编号0的相邻两个1之间的位置需要置零，这就是所谓的“交替出现”；三、实验仪器：信号发生器、示波器、电平判决电路、串行传输线路。

四、实验步骤：1.将信号发生器和示波器正确连接，并设置示波器触发源为信号发生器输出信号。

2.设置信号发生器，产生一组矩形波信号，频率为1kHz，幅度为5V，并将输出的电平切换为AMI码型。

3.将信号发生器的输出信号经过电平判决电路，观察并记录判决电路的输出结果。

4.将示波器连接至电平判决电路的输出端口，观察并记录示波器上的波形。

5.将判决电路的输出经过串行传输线路，利用示波器观察并记录在传输线路上的波形。

五、实验结果：经过上述实验步骤之后，我们得到了以下实验结果：1.经过电平判决电路后，在电平判决电路的输出端口得到了经过判决后的二进制数据，即AMI码型的数字信号；2.经过示波器的展示，我们可以清晰地观察到AMI码型的波形特点，即交替的正负脉冲；3.经过串行传输后，在传输线路上得到了经过信号传输后的波形，也是交替出现的正负脉冲。

六、实验总结：1.AMI码型的交替正负脉冲特点实现了时钟同步性能的提高，避免了NRZ码型可能出现的时钟漂移问题；2.AMI码型相比NRZ码型可以提高线路的利用率，因为NRZ码型在连续1的情况下没有电平变化，无法表征有效数据；3.实验结果表明，AMI码型通过交替出现的正负脉冲实现了数据的可靠传输，波形特点明显、易于辨识。

七、实验心得：通过这次AMI码型变换实验，我进一步了解了数据信号的不同编码方式，对AMI码型的原理和方法有了更深入的了解。

通过亲手操作实现了AMI码型的转换，增强了自己的实践能力。