数字基带信号与AMIHDB3编译码实验

数字基带信号与AMI/HDB3编译码实验报告一、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码和HDB3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。二、实验器材主控&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号同步模块示波器三、实验原理1、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。3、HDB3编译码实验原理框图4、实验框图说明我们知道AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。而HDB3编码由于需要插入破坏位B，因此，在编码时需要缓存3bit的数据。当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。当4个连0时最后一个0变为传号A，其极性与前一个A的极性相反。若该传号与前一个1的极性不同，则还要将这4个连0的第一个0变为B，B的极性与A相同。实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到HDB3编码波形同样AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。而HDB3译码只需找到传号A，将传号和传号前3个数都清0即可。传号A的识别方法是：该符号的极性与前一极性相同，该符号即为传号。实验框图中译码过程是将HDB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AMI码型变换实验实验项目一AMI编译码（归零码实验）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。（4）用示波器分别观测模块8的TP5(AMI-A1)TP6(AMI-B1)，可从频域角度观察信号所含256KHz频谱分量况（5）用示波器对比观测编码输入的数据和译码输出的数据，观察记录AMI译码波形与输入信号波形。（6）用示波器分别观测TP9(AMI-A2)和TP11(AMI-B2)，从时域或频域角度了解AMI码经电平变换后的波形情况。（7）用示波器分别观测模块8的TH2(AMI输入)和TH6(单极性码)，从频域角度观测双极性码和单极性码的256KHz频谱分量情况。（8）用示波器分别观测编码输入的时钟和译码输出的时钟，观察比较恢复出的位时钟波形与原始位时钟信号的波形。实验项目二AMI编译码（非归零码实验）1、保持实验项目一的连线不变。2、运行仿真，开启所有模块的电源开关。3、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。4、此时系统初始状态为：编码输入信号为256KHz的PN序列。5、实验操作及波形观测。参照项目一的256KHz归实验项目的步骤，进行相关测试。实验项目三AMI码对连0信号的编码、直流分量以及时钟信号提取观测1、重新连线。2、运行仿真，开启所有模块的电源开关。3、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。将模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置为11110000，使DoutMUX输出码型中含有连4个0的码型状态。（或自行设置其他码值也可。）4、此时系统初始状态为：编码输入信号为256K的32位拨码信号。5、实验操作及波形观测。（1）观察含有长连0信号的AMI编码波形。用示波器观测模块8的TH3(编码输入-数据)和TH11(AMI编码输出)，观察信号中出现长连0时的波形变化情况。（2）观察AMI编码信号中是否含有直流分量。将模块2的开关S1、S2、S3、S4拨为00000000000000000000000000000011，用示波器分别观测编码输入数据和编码输出数据，编码输入时钟和译码输出时钟，调节示波器，将信号耦合状况置为交流，观察记录波形。保持连线，拨码开关由0到1逐位拨起，直到模块2的拨动开关置为00111111111111111111111111111111，观察拨码过程中编码输入数据和编码输出数据波形的变化情况。（3）观察AMI编码信号所含时钟频谱分量。将模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置0，用示波器先分别观测编码输入数据和编码输出数据，再分别观测编码输入时钟和译码输出时钟，观察记录波形。再将模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置1，观察记录波形。HDB3码型变换实验实验项目一1、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】→【HDB3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TH1(HDB3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HDB3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TP2(HDB3-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TP3(HDB3-B1)，观察基带码元的偶数位的变换波形。（4）用示波器分别观测模块8的TP2(HDB3-A1)和TP3(HDB3-B1)，可从频域角度观察信号所含256KHz频谱分量情况；或用示波器减法功能观察HDB3-A1与HDB3-B1相减后的波形情况,，并与HDB3编码输出波形相比较。（选做，示波器暂无此功能）（5）用示波器对比观测编码输入的数据和译码输出的数据，观察记录HDB3译码波形与输入信号波形。（6）用示波器分别观测TP4(HDB3-A2)和TP8(HDB3-B2)，从时域或频域角度了解HDB经电平变换后的波形情况。（7）用示波器分别观测模块8的TH7(HDB3输入)和TH6(单极性码)，从频域角度观测双极性码和单极性码的256KHz频谱分量情况。（8）用示波器分别观测编码输入的时钟和译码输出的时钟，观察比较恢复出的位时钟波形与原始位时钟信号的波形。实验项目二1、保持实验项目一的连线不变。2、运行仿真，开启所有模块的电源开关。3、设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【HDB3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。4、此时系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。5、实验操作及波形观测。参照前面的256KHz归实验项目的步骤，进行相关测试。实验项目三1、重新连线。2、运行仿真，开启所有模块的电源开关。3、设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【HDB3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。将模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置为11110000，使DoutMUX输出码型中含有连4个0的码型状态。（或自行设置其他码值也可。）4、此时系统初始状态为：编码输入信号为256KHz的32位拨码信号。5、实验操作及波形观测。（1）观察含有长连0信号的HDB3编码波形。用示波器观测模块8的TH3(编码输入-数据)和TH1(HDB3输出)，观察信号中出现长连0时的波形变化情况。（2）观察HDB3编码信号中是否含有直流分量。将模块2的开关S1、S2、S3、S4拨为00000000000000000000000000000011，用示波器分别观测编码输入数据和编码输出数据，编码输入时钟和译码输出时钟，调节示波器，将信号耦合状况置为交流，观察记录波形。保持连线，拨码开关由0到1逐位拨起，直到模块2的拨动开关置为00111111111111111111111111111111，观察拨码过程中编码输入数据和编码输出数据波形的变化情况。（3）观察HDB3编码信号所含时钟频谱分量。将模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置0，用示波器先分别观测编码输入数据和编码输出数据，再分别观测编码输入时钟和译码输出时钟，观察记录波形。再将模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置1，观察记录波形。五、实验报告AMI码型变换实验实验项目一1、编码输入和编码输出的波形。可看出AMI码编码规则是“0”不变，“1”“+1、-1”交替表示。2、保持编码输入不变，观察AMI-A1,AMI-B1，分别观察基带码元的奇数和偶数位的变换波形。3、分别观测模块8的TP5(AMI-A1)TP6(AMI-B1)的频谱。4、对比观测编码输入的数据和译码输出的数据，译码过后的信号波形与输入信号波形相比延时半个码元左右。5、用示波器分别观测TP9(AMI-A2)和TP11(AMI-B2)，从时域或频域角度了解AMI码经电平变换后的波形情况。6、观测模块8的TH2(AMI输入)和TH6(单极性码)，从频域角度观测256KHz频谱分量情况。7、观测编码输入的时钟和译码输出的时钟，观察恢复出的位时钟波形与原始位时钟信号的波形相同。实验项目二1、编码输入和编码输出的波形。可看出AMI码编码规则是“0”不变，“1”“+1、-1”交替表示。2、保持编码输入不变，观察AMI-A1,AMI-B1，分别观察两个波形相互错开。3、分别观测模块8的TP5(AMI-A1)TP6(AMI-B1)。4、对比观测编码输入的数据和译码输出的数据，译码过后的信号波形与输入信号波形相比延时半个码元左右。5、用示波器分别观测TP9(AMI-A2)和TP11(AMI-B2)，从时域或频域角度了解AMI码经电平变换后的波形情况。6、观测模块8的TH2(AMI输入)和TH6(单极性码)，从频域角度观测256KHz频谱分量情况。7、观测编码输入的时钟和译码输出的时钟，观察恢复出的位时钟波形与原始位时钟信号的波形相同。实验项目三1、观察信号中出现长连0时的波形变化情况，遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。2、随着“1”的增加，观察到基带信号直流分量在不断增加而AMI编码信号中不含有直流分量。3、模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置0，译码输出时钟相位一直在变化。模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置1，译码输出时钟相位比较稳定，没有明显变化。HDB3码型变换实验实验项目一1、当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。当4个连0时最后一个0变为传号A，其极性与前一个A的极性相反。若该传号与前一个1的极性不同，则还要将这4个连0的第一个0变为B，B的极性与A相同。输出相较输入延时了4个码元。2、保持编码输入不变，观察基带码元的奇偶数位，观察到两个波形相互错开3、奇数偶数位波形相互交错。4、对比观测编码输入的数据和译码输出的数据，译码过后的信号波形与输入信号波形相比延时8个码元左右。5、用示波器分别观测TP4(HDB3-A2)和TP8(H