实验通信原理实验课件复制
24页1、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、通过调测电路,熟悉并掌握调测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,并以此指导实验调测工作。 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、实验预习要求 1、复习通信系统原理中数字信号的基带传输和信道编码原理中的有关章节; 2、认真预习本实验内容,熟悉实验步骤。,三、基本原理,1、传输码型 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。 传输码型的要求: (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
2、流中恢复位定时。若信号连“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低。,2、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:100100011101。这种码型交替出现正、负极脉冲,所以没直流分量,低频分量也很少,它的频谱如图51所示,AMI码的能量集中于f0/2处(f0为码速率)。,图51 AMI码的频谱示意图,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。,3、HDB3码及变换规则 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
3、 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, 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。,图52 HDB3码的频谱示意图,4、编码部分 编码电路接收终端机来的单极性归零信码,并把这种变换成为HDB3码送往传输信道。编码部分的原理框图如图53所示,各部分功能如下所述: 单极性信码进入本电路,首先检测有无四连“0”码。没有四连“0”时,信码不改变地通过本电路;有四连“0”时,在第四个“0”码出现时,将一个“1”码放入信号中,取代第四个“0”码,补入“1”码称为V码。,图53 编码部分的原理方框图,5
4、M序列及1000编码产生模块,该模块主要主要分为以下几部分: 1.时钟信号(CLK):(晶振,其中7014反向器的缓冲整流) 2.设其初始状态为(a3, a2, a1, a0) = (1, 0, 0, 0),则在移位1次时,由a3和a0模2相加产生新的输入a4 = 1 0 = 1,新的状态变为(a4, a3, a2, a1) = (1, 1, 0, 0)。这样移位15次后又回到初始状态(1, 0, 0, 0)。若初始状态为全“0”,即(0, 0, 0, 0),则移位后得到的仍为全“0”状态。应该避免出现全“0”状态,否则移存器的状态将不会改变。 3.1000编码:该编码以四比特周期性输出。在本实验中可作为测试性HDB3编码的输入信号。,M序列拥有了4进制所有的可能情况,适宜作为测试HDB编码解码的参量。,参考M序列产生模块的电路图。以74Ls175四DQ触发器为核心的模块完成了线性寄存器的移位。74ls174主要用来二分频和最终序列的输出。,(1) 破坏点形成电路 将补放的“1”码变成破坏点。方法是在取代节内第二位处再插入一个“1”码,使单一双极性变换电路多翻转一次,后续的V码就会与前
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