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1、武汉工程大学邮科院校区实验中心,通信原理课程设计,密勒码编解码电路的CPLD设计,武汉工程大学邮科院校区实验中心,第一章 密勒码相关理论知识,数字基带传输系统,数字基带传输码型,密勒码的相关知识,我们要研究设计的码型,武汉工程大学邮科院校区实验中心,数字基带传输系统,数字基带信号包含丰富的低频分量，甚至直流分量没有经过调制处理的数字信号，称之为数字基带信号。来自数据终端的原始数据信号，都是数字基带信号。,数字基带传输：数字基带信号不经载波调制而是通过信道编码的方式直接在信道上传输； 数字频带传输：数字基带信号经过载波调制后在信道中传输。,问题1.什么是数字基带信号？,问题2.通信系统中是如何实
2、现数字传输的？,武汉工程大学邮科院校区实验中心,数字基带传输系统,近程数据通信系统中广泛采用，并有迅速发展的趋势； 基带传输中包含了频带传输的许多基本问题； 任何一个线性调制的频带传输系统可等效为基带传输系统来研究。,问题3.为什么要研究数字基带传输？,武汉工程大学邮科院校区实验中心,数字基带传输系统,数字基带传输系统一般模型,武汉工程大学邮科院校区实验中心,数字基带传输码型,对传输用的基带信号主要有两个方面的要求： （l）对传输码型的要求：原始消息码必须编成适合于信道传输用的码型； （2）对基带脉冲的要求：所选码型对应的电波形应适合于基带系统的传输。,问题：什么样的码型是适合信道传输的?,武
3、汉工程大学邮科院校区实验中心,数字基带传输码型,数字基带信号的编码原则:,1.码型频谱中应不含直流分量且低频分量少；,2.尽量减少频谱中的高频分量；,3.有利于提取位定时信息；,4.码型具有抗误码检测能力；,5.码型变换电路简单、易实现。,武汉工程大学邮科院校区实验中心,数字基带传输码型,RZ码 AMI码（传号交替反转码） HDB3码（三阶高密度双极性码） CMI码（编码传号反转码） 数字双相码（Manchester码） 密勒码（Miller码） 多元码,常用的数字基带传输码型：,武汉工程大学邮科院校区实验中心,我们要研究设计的码型,密勒码（又称延迟调制码）是一种应用在数字基带传输系统中的信道
4、编码，其在通信领域的具体应用有 低速基带数传机； 卫星通信； 无源RFID(射频识别技术）设备。,武汉工程大学邮科院校区实验中心,密勒码相关的知识,NRZ转换成密勒码的编码规则 每个基带NRZ码转化为2个密勒码； 对于基带NRZ码中的1码转换成密勒码用10或者01表示； 对于基带NRZ码中的0码转换成密勒码用00或者11表示。 基带NRZ码出现连0码时,每个码元对应密勒码边界电平跳变,即00和11交替出现,其余情况下边界电平连续.,武汉工程大学邮科院校区实验中心,密勒码的相关知识,例子： 若基带NRZ为： “1101000010”,则转换成密勒码后应该为:,“01,10,00,01,11,00
5、,11,00,01,11”,武汉工程大学邮科院校区实验中心,密勒码的相关知识,对应的码元时序图如下(其中clk为基带NRZ的位同步时钟，clk2为密勒码的位同步时钟):,武汉工程大学邮科院校区实验中心,密勒码的相关知识,密勒码作为基带传输码型的优点： 当1之间有一个0时,码元宽度最长(等于2倍消息码长度),利用这一性质可用于误码的宏观检测 较好的抗干扰能力. 包含时钟信息,便于解码.,武汉工程大学邮科院校区实验中心,思考题,假设基带NRZ为“101110001001”，请写出经过变换后对应的密勒码码型。 请多练习写出几组任意的NRZ对应的密勒码码型，并画出时序图，尝试找到时序图上两者的联系，并
6、思考如何用基本数字电路实现两者的转换。 除了密勒码外，你知道的信道编码还有哪些？,武汉工程大学邮科院校区实验中心,第二章 密勒码编解码电路的设计,密勒码的编码实现,密勒码的解码实现,武汉工程大学邮科院校区实验中心,密勒码的编码实现,密勒码的编码实现 基带NRZ码和转换后密勒码码型的联系桥梁BPH编码。 BPH编码规则 每个NRZ码对应2个BPH码； NRZ码中1码用10表示； NRZ码中0码用01表示,武汉工程大学邮科院校区实验中心,密勒码的编码实现,思考题 请根据规则写出下面这组NRZ码对应的BPH码和对应的密勒码； NRZ为“1101000010” 请画出频率关系为2：1的2个位同步时钟，
7、并根据时钟边沿时序将上面3组编码按同步关系画在纸上。仔细观察，并找出3者的联系规律。再任写一组NRZ,按上面步骤重复做一次，验证自己的猜想。,武汉工程大学邮科院校区实验中心,密勒码的编码实现,思考题中NRZ码、密勒码、BPH码，三者时序关系:,武汉工程大学邮科院校区实验中心,密勒码的编码实现,总结联系规律： NRZ和密勒码时序之间没有直接联系; 但是BPH码的下降沿正好对应于密勒码的跳变沿（由1跳到0或者由0跳到1）.,武汉工程大学邮科院校区实验中心,密勒码的编码实现,如何设计编码电路? 相关设计电路的输入输出信号 输入信号:2种位同步时钟、基带NRZ码 输出信号：密勒码 编码电路总体设计思路
8、： NRZ码BPH 码密勒码,NRZ码,BPH码,密勒码,边沿触发,武汉工程大学邮科院校区实验中心,NRZ,BPH,MILLER,武汉工程大学邮科院校区实验中心,密勒码的解码实现,由密勒码的编码规则可知 原NRZ码中的1码用密勒码表示一定为10或者01,而0码用密勒码表示一定为00或者11,如果能把密勒码相邻前后2个码元提取出来,并且和原NRZ保持一致的码元周期，分成两路信号,则把这两路信号异或后可还原原NRZ信号.,武汉工程大学邮科院校区实验中心,密勒码的解码实现,如何设计解码电路? 相关设计电路的输入输出信号 输入信号:2种位同步时钟、密勒码 输出信号：NRZ码 解码电路总体设计思路： 密
9、勒码I路信号、Q路信号NRZ码,密勒码,I路信号,Q路信号,NRZ码,异或,武汉工程大学邮科院校区实验中心,0,0,0,1,1,1,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,1,0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,1,1,1,NRZ,奇数位置miller,偶数位置miller,0,0,1,0,1,1,0,0,1,0,1,1,0,0,1,0,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1,0,0,1,1,I路,Q路,武汉工程大学邮科院校区实验中心,思考题,解码时为分别得到密勒码的前后相邻码元，应该采用什么样的电路？ 请根据解码过程，在时序图上把解码过程中各信号按产生的先后顺序绘制出来，并分开设计各信号产生的电路。,武汉工程大学邮科院校区实验中心,下节课要准备的,找一张你熟悉的数字电路图。 查找FPGA/CPLD实现原理相关资料以及开发流程。 查找FPGA/CPLD相关开发软件的使用方法。,武汉工程大学邮科院校区实验中心,可编程ASIC器件开发流程,设计描述,设计输入,设计编译,功能确认,延时确认,器件编程,在线确认,生产,设计修改,武汉工程大学邮科院校区实验中心,本章结束，谢谢！,
