通信原理实验二(2)

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1、项目名称:编码实验一、实验目的1熟悉AMI / HDB3码编译码规则;了解AMI / HDB3码编译码实现方法;2了解PCM、HDB3、及PCM传输系统的基本结构。二、实验仪器1AMI/HDB3编译码模块,位号:F2时钟与基带数据发生模块,位号:G3PCM/ADPCM编译码模块,位号:H420M双踪示波器1台5信号连接线4根三、实验原理(一) AMI/HDB3编译码实验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码的信号交替反转,故由它决定的基带信号将出现正

2、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。从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,而且也是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1B1T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,即当它用来获取定时信息时,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,人们提出了许多改进的方

3、法,HDB3码就是其中有代表性的一种。 HDB3码是三阶高密度码的简称。HDB3码保留了AMI码所有的优点(如前所述),还可将连“0”码限制在3个以内,克服了AMI码出现长连“0”过多,对提取定时钟不利的缺点。HDB3码的功率谱基本上与AMI码类似。由于HDB3码诸多优点,所以CCITT建议把HDB3码作为PCM传输系统的线路码型。 如何由二进制码转换成HDB3码呢?HDB3码编码规则如下:1二进制序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码,但当出现四个连“0”码时,用取代节000V或B00V代替四个连“0”码。取代节中的V码、B码均代表“1”码,它们可正可负(即V+=1,V-=1,B+=1

4、,B-=1)。2取代节的安排顺序是:先用000V,当它不能用时,再用B00V。000V取代节的安排要满足以下两个要求:(1)各取代节之间的V码要极性交替出现(为了保证传号码极性交替出现,不引入直流成份)。(2)V码要与前一个传号码的极性相同(为了在接收端能识别出哪个是原始传号码,哪个是V码?以恢复成原二进制码序列)。 当上述两个要求能同时满足时,用000V代替原二进制码序列中的4个连“0”(用000V+或000V-);而当上述两个要求不能同时满足时,则改用B00V(B+00V+或B-00V-,实质上是将取代节000V中第一个“0”码改成B码)。3HDB3码序列中的传号码(包括“1”码、V码和B

5、码)除V码外要满足极性交替出现的原则。 下面我们举个例子来具体说明一下,如何将二进制码转换成HDB3码。二进制码序列: 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1HDB3码码序列:V+ -1 0 0 0 V- +1 0 1 B+ 0 0 V 0 1 +1 1 0 0 0 V- B+ 0 0 V+ 0 1从上例可以看出两点:(1)当两个取代节之间原始传号码的个数为奇数时,后边取代节用000V;当两个 取代节之间原始传号码的个数为偶数时,后边取代节用B00V(2)V码破坏了传号码极性交替出现的原则,所以叫破坏点;而B码未破坏传号码极性交替

6、出现的原则,叫非破坏点。 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个码,再将所有1变成1后便得到原消息代码。本模块是采用SC22103专用芯片实现AMIHDB3编译码的。在该电路中,没有采用复杂的线圈耦合的方法来实现AMIHDB3码的变换,而是采用TL082对HDB3码输出进行变换。图1 AMIHDB3编译码电路原理编码模块中,输入的码流由SC22103的1脚在2脚时钟信号的推动下输入,HDB3码与AMI

7、码功能由20K01选择。专用芯片的14、15脚为正向编码和负相编码输出,正负编码再通过相加器变换成AMIHDB3码。译码模块中,译码电路接收正负电平的AMIHDB3码,整流后获得同步时钟,并通过处理获得正向编码和负向编码,送往译码电路的SC22103专用芯片的11、13脚。正确译码之后21TP01与20P01的波形应一致,但由于HDB3码的编译码规则较复杂,当前的输出HDB3码字与前4个码字有关,因而HDB3码的编译码时延较大。(二)PCM、HDB3传输系统实验本实验中,将PCM编译码模块、AMI/HDB3编译码模块综合起来,进行语音信号的变换传输。为了实验者能够看清信号变换波形过程,实验时先

8、用同步正弦波代替电话语音信号进行测量。其简化结构图,见图2所示。PCM编 码HDB3编码低通、功放PCM译 码HDB3译码同步正弦波图2 PCM基带传输系统结构框图四、实验内容、步骤及结果记录(一) AMI/HDB3编译码实验1插入有关实验模块:在关闭系统电源的条件下,将AMI/HDB3编译码模块、时钟与基带数据发生模块,分别插到通信原理底板插座上(位号为:F、G)。(具体位置可见底板右下角的“实验模块位置分布表”)。注意模块插头与底板插座的防呆口一致,模块位号与底板位号的一致。2信号线连接: 用专用导线将4P01、20P01连接。注意连接铆孔箭头指向,将输出铆孔连接输入铆孔。3加电:打开系统

9、电源开关,底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常,请立即关闭电源,查找异常原因。4AMI码测试:1)跳线开关20K01选择1-2脚连,即实现AMI功能。2)拨码器4SW02:设置为“01110”, 拨码器4SW01设置“11111111”。即给AMI编码系统送入全“1”信号。观察有关测试点波形,分析实现原理,记录有关波形。3)拨码器4SW02:设置为“01110”, 拨码器4SW01设置“00000000”。,即给AMI编码系统送入全“0”信号。观察有关测试点波形,特别注意20TP04点编码波形,分析原因。4)拨码器4SW02:设置为“00001”,即给AMI编码系统送入复杂信号(3

10、2K的15位m序列)。对照20TP01点时钟读出4P01点的码序列,根据AMI编码规则,画出其编码波形。再观察有关测试点波形,验证自己的想法。记录有关波形。5HDB3码测试:1)跳线开关20K01选择2-3脚连,即实现HDB3功能。2)拨码器4SW02:设置为“01110”, 拨码器4SW01设置“11111111”。即给HDB3编码系统送入全“1”信号。观察有关测试点波形,分析实现原理,记录有关波形。3)拨码器4SW02:设置为“01110”, 拨码器4SW01设置“00000000”。,即给HDB3编码系统送入全“0”信号。观察有关测试点波形,特别注意20TP04点编码波形,分析原因。4)拨码器4SW02:设置为“00001”,即给HDB3编码系统送入复杂信号(32K的15位m序列)。对照20TP01点时钟读出4P01点的码序列,根据HDB3编码规则,画出其编码波形。再观察有关测试点波形,验证自己的想法。记录有关波形。6关机拆线:实验结束,关闭电源,拆除信号连线,并按要求放置好实验模块。注:因AMI或HDB3码的编码时钟固定为64KHZ,所以送入的基带数据速率必须是2的n次方,且不能超过64Kb/s。另外,低于64Kb/s码元将本编码模块识别成64Kb/s的码元。(二)传输系统实验 按系统框图连接线路,加电验证该系统传输的正确性。

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