AMI HDB3編譯碼過程實(shí)驗(yàn)1

1、深 圳 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱： 通信原理 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱: 實(shí)驗(yàn)3 AMI/ HDB3編譯碼實(shí)驗(yàn) 學(xué)院： 信息工程學(xué)院 專業(yè)： 通信工程 指導(dǎo)教師： 報(bào)告人： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交時(shí)間： 教務(wù)處制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉AMI / HDB3碼編譯碼規(guī)則；2了解AMI / HDB3碼編譯碼實(shí)現(xiàn)方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1AMI/HDB3編譯碼模塊，位號(hào)：F2時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊，位號(hào)：G320M雙蹤示波器1臺(tái)4信號(hào)連接線1根三、原理1、AMI碼原理與編碼規(guī)則AMI碼的全稱是傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼。是將消息代碼“1”（傳號(hào)）交替地變換為“+1”和“1”而“0”（空號(hào)）保持不變AMI碼對(duì)應(yīng)的

2、波形是具有正、負(fù)、零三種電平的脈沖序列。他可以看成是單極性波形的變形，即“0”仍對(duì)應(yīng)零電平，而“1”交替對(duì)應(yīng)正、負(fù)電平。由于AMI碼的信號(hào)交替反轉(zhuǎn)，故由它決定的基帶信號(hào)將出現(xiàn)正負(fù)脈沖交替，而0電位保持不變的規(guī)律。由此看出，這種基帶信號(hào)無直流成分，且只有很小的低頻成分，因而它特別適宜在不允許這些成分通過的信道中傳輸。從AMI碼的編碼規(guī)則看出，它已從一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)序列變成了一個(gè)三進(jìn)制符號(hào)序列，而且也是一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)變換成一個(gè)三進(jìn)制符號(hào)。把一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)變換成一個(gè)三進(jìn)制符號(hào)所構(gòu)成的碼稱為1B1T碼型。AMI碼除具有上述特點(diǎn)外，還有編譯碼電路簡(jiǎn)單及便于觀察誤碼情況等優(yōu)點(diǎn)，它是一種基本的線路碼，并得到廣

3、泛采用。但是，AMI碼有一個(gè)重要缺點(diǎn)，即當(dāng)它用來獲取定時(shí)信息時(shí)，由于它可能出現(xiàn)長(zhǎng)的連“0”串，因而會(huì)造成提取定時(shí)信號(hào)的困難。為了保持AMI碼的優(yōu)點(diǎn)而克服其缺點(diǎn)，人們提出了許多種類的改進(jìn)AMI碼，HDB3碼就是其中有代表性的碼。 2、HDB3碼原理與編碼規(guī)則 HDB3碼是三階高密度碼的簡(jiǎn)稱。HDB3碼保留了AMI碼所有的優(yōu)點(diǎn)（如前所述），還可將連碼限制在3個(gè)以內(nèi)，克服了AMI碼如果長(zhǎng)連“0”過多對(duì)提取定時(shí)鐘不利的缺點(diǎn)。HDB3碼的功率譜基本上與AMI碼類似。由于HDB3碼諸多優(yōu)點(diǎn)，所以CCITT建議把HDB3碼作為PCM傳輸系統(tǒng)的線路碼型。 如何由二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成HDB3碼呢？HDB3碼編碼規(guī)則如

4、下：1、檢查消息碼中“0”的個(gè)數(shù)。當(dāng)連“0”數(shù)目小于等于3時(shí)，HDB3碼與AMI碼一樣，+1與-1交替。 2二進(jìn)制序列中的“0”碼在HDB3碼中仍編為“0”碼，但當(dāng)出現(xiàn)四個(gè)連“0”碼時(shí)，用取代節(jié)000V或B00V代替。取代節(jié)中V碼、B碼均代表“1”碼，它們可正可負(fù)，（即V+=1，V-=1，B+=1，B-=1）脈沖波形相同，用V或B符號(hào)表示的目的是為了示意該非“0”碼由原來信碼中的“0”變換而來的。取代節(jié)稱為破壞節(jié)，V稱為破壞脈沖，B稱為調(diào)節(jié)脈沖。 3取代節(jié)的安排順序是：先用000V，當(dāng)它不能用時(shí)，再用B00V。000V取代節(jié)的安排要滿足以下兩個(gè)要求：（1）各取代節(jié)之間的V碼要極性交替出現(xiàn)（為了

5、保證傳號(hào)碼極性交替出現(xiàn)，不引入直流成份）。（2）V碼要與前一個(gè)傳號(hào)碼的極性相同（為了在接收端能識(shí)別出哪個(gè)是原始傳號(hào)碼，哪個(gè)是V碼和B碼，以恢復(fù)成原二進(jìn)制碼序列）。 當(dāng)上述兩個(gè)要求能同時(shí)滿足時(shí)，用000V代替原二進(jìn)制碼序列中的4個(gè)“0”（用000V+或000V-）；而當(dāng)上述兩個(gè)要求不能同時(shí)滿足時(shí)，則改用B00V（B+00V+或B-00V-，實(shí)質(zhì)上是將取代節(jié)000V中第一個(gè)“0”碼改成B碼）。 4HDB3碼序列中的傳號(hào)碼（包括“1”碼、和B碼）除V碼外要滿足極性交替出現(xiàn)的原則。 下面我們舉個(gè)例子來具體說明一下，如何將二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成HDB3碼。二進(jìn)制碼序列: 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0

6、0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1HDB3碼序列: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從上面得變換中可以看出當(dāng)，二進(jìn)制碼序列中第1-5個(gè)碼元里出現(xiàn)了4個(gè)連“0”碼，按照規(guī)則先用000V取代節(jié)來替代4個(gè)“0”，,其中V碼極性的如何取呢（上面的例子中已經(jīng)假設(shè)了變換后的二進(jìn)制碼序列前面的是個(gè)V+ 碼）因?yàn)榈谝粋€(gè)是V+碼按照各取代節(jié)之間的V碼要極性交替出現(xiàn)所以加入的這個(gè)V碼必須是V-。再按照V碼要與前一個(gè)傳號(hào)碼的極性相同的原則，因?yàn)榍懊娴膫魈?hào)也是負(fù)的，所以這4個(gè)連“0”碼可以用取代節(jié)00

7、0V代替。也就是說：加入的這個(gè)V碼既保持了與前一個(gè)V碼相反的極性又符合與前一個(gè)傳號(hào)相同極性的原則，所以這個(gè)V碼確定為負(fù)的，這個(gè)取代節(jié)就是：0 0 0 V-二進(jìn)制碼序列中9-12也是4個(gè)“0”連碼，與前相同先試用000V取代節(jié)來替代4個(gè)“0”碼，因?yàn)榍耙粋€(gè)V碼是“V-”這個(gè)V碼必須是V+，又因?yàn)檫@個(gè)+V碼前的傳號(hào)是“1”的，違背了V碼要與前一個(gè)傳號(hào)碼的極性相同的原則，所以要用B00V取代節(jié)，B碼極性的取向要符合HDB3碼序列中的傳號(hào)碼（包括“1”碼、和B碼）除V碼外要滿足極性交替出現(xiàn)的原則。由于前一個(gè)傳號(hào)是“1”，所以應(yīng)為+B碼，所以這個(gè)取代節(jié)就是B+ 0 0 V+從上例也可以看出兩點(diǎn)： （1）

8、當(dāng)兩個(gè)取代節(jié)之間原始傳號(hào)碼的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，后邊取代節(jié)用000V；當(dāng)兩個(gè) 取代節(jié)之間原始傳號(hào)碼的個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，后邊取代節(jié)用B00V （2）V碼破壞了傳號(hào)碼極性交替出現(xiàn)的原則，所以叫破壞點(diǎn)；而B碼未破壞傳號(hào)碼極性交替出現(xiàn)的原則，叫非破壞點(diǎn)。 雖然HDB3碼的編碼規(guī)則比較復(fù)雜，但譯碼卻比較簡(jiǎn)單。從上述原理看出，每一個(gè)破壞符號(hào)V總是與前一非0符號(hào)同極性（包括B在內(nèi)）。這就是說，從收到的符號(hào)序列中可以容易地找到破壞點(diǎn)V于是也斷定V符號(hào)及其前面的3個(gè)符號(hào)必是連0符號(hào)，從而恢復(fù)4個(gè)連0碼，再將所有1變成1后便得到原消息代碼圖12 NRZHDB3編碼工作波形四、實(shí)驗(yàn)設(shè)置1HDB3編碼模塊：20K01：1-2，

9、實(shí)現(xiàn)AMI功能；2-3，實(shí)現(xiàn)HDB3功能20P01：數(shù)字基帶信碼輸入鉚孔?？蓮摹皶r(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊”引入不同的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，如全“1”、 全“0”及其它碼組等。 20TP01：AMI或HDB3碼編譯碼的64KHz工作時(shí)鐘測(cè)試點(diǎn)。 20TP02：AMI或HDB3碼編碼時(shí)的負(fù)向波形輸出測(cè)試點(diǎn)。 20TP03：AMI或HDB3碼編碼時(shí)的正向波形輸出測(cè)試點(diǎn)。 20TP04：AMI或HDB3碼編碼輸出測(cè)試點(diǎn)。20P02:譯碼數(shù)字基帶信碼輸出鉚孔。注：20TP02、20TP03、20TP04編碼輸出信號(hào)，都比數(shù)字基帶信號(hào)20P01延時(shí)4個(gè)編碼時(shí)鐘周期(20TP01)，作為4連0檢測(cè)用；20P02譯

10、碼還原輸出的數(shù)字基帶信號(hào)，也比數(shù)字編碼信號(hào)20TP04延時(shí)4個(gè)譯碼時(shí)鐘周期時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊撥碼器4SW02：當(dāng)設(shè)置為“01110”時(shí)，則4P01輸出由4SW01撥碼器設(shè)置的8比特?cái)?shù)據(jù)，速率為64K；當(dāng)設(shè)置為“00000”時(shí)，則4P01輸出15位的偽隨機(jī)碼數(shù)據(jù)，速率為2K。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1插入有關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)K：在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將AMI/HDB3編譯碼模塊、時(shí)鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊，分別插到通信原理底板插座上（位號(hào)為：F、G）。（具體位置可見底板右下角的“實(shí)驗(yàn)?zāi)K位置分布表”）。注意模塊插頭與底板插座的防呆口一致，模塊位號(hào)與底板位號(hào)的一致。2信號(hào)線連接： 用專用導(dǎo)線將4P01、20P0

11、1連接。注意連接鉚孔的箭頭指向，將輸出鉚孔連接輸入鉚孔。3加電：打開系統(tǒng)電源開關(guān)，底板的電源指示燈正常顯示。若電源指示燈顯示不正常，請(qǐng)立即關(guān)閉電源，查找異常原因。4AMI碼測(cè)試：1）跳線開關(guān)20K01選擇1-2腳連（左側(cè)），即實(shí)現(xiàn)AMI功能。2）撥碼器4SW02：設(shè)置為“01110”， 撥碼器4SW01設(shè)置“11111111”。即給AMI編碼系統(tǒng)送入全“1”信號(hào)。觀察有關(guān)測(cè)試點(diǎn)波形，分析實(shí)現(xiàn)原理，記錄有關(guān)波形。數(shù)字基帶20P01輸入與20P02輸出測(cè)試點(diǎn)20TP02負(fù)向波形與20TP03正向波形測(cè)試點(diǎn)工作時(shí)鐘測(cè)試點(diǎn)20TP04編碼輸出測(cè)試點(diǎn)3）撥碼器4SW02：設(shè)置為“01110”， 撥碼器4

12、SW01設(shè)置“10000000”。，即給AMI編碼系統(tǒng)送入連“0”信號(hào)。觀察有關(guān)測(cè)試點(diǎn)波形，特別注意20TP04點(diǎn)編碼波形，分析原因。 數(shù)字基帶20P01輸入與20P02輸出測(cè)試點(diǎn)20TP02負(fù)向波形與20TP03正向波形測(cè)試點(diǎn)工作時(shí)鐘測(cè)試點(diǎn)20TP04編碼輸出測(cè)試點(diǎn)4）撥碼器4SW02：設(shè)置為“00001”，即給AMI編碼系統(tǒng)送入復(fù)雜信號(hào)（32K的15位m序列）。對(duì)照20TP01點(diǎn)時(shí)鐘讀出4P01點(diǎn)的碼序列，根據(jù)AMI編碼規(guī)則，畫出其編碼波形。再觀察有關(guān)測(cè)試點(diǎn)波形，驗(yàn)證自己的想法。記錄有關(guān)波形。數(shù)字基帶20P01輸入與20P02輸出測(cè)試點(diǎn)20TP02負(fù)向波形與20TP03正向波形測(cè)試點(diǎn)工作時(shí)

13、鐘測(cè)試點(diǎn)20TP04編碼輸出測(cè)試點(diǎn)5HDB3碼測(cè)試：1）跳線開關(guān)20K01選擇2-3腳連（右側(cè)），即實(shí)現(xiàn)HDB3功能。2）撥碼器4SW02：設(shè)置為“01110”， 撥碼器4SW01設(shè)置“11111111”。即給HDB3編碼系統(tǒng)送入全“1”信號(hào)。觀察有關(guān)測(cè)試點(diǎn)波形，分析實(shí)現(xiàn)原理，記錄有關(guān)波形。數(shù)字基帶20P01輸入與20P02輸出測(cè)試點(diǎn)20TP02負(fù)向波形與20TP03正向波形測(cè)試點(diǎn)工作時(shí)鐘測(cè)試點(diǎn)20TP04編碼輸出測(cè)試點(diǎn)3） 撥碼器4SW02：設(shè)置為“01110”， 撥碼器4SW01設(shè)置“10000000”。，即給HDB3編碼系統(tǒng)送入連“0”信號(hào)。觀察有關(guān)測(cè)試點(diǎn)波形，特別注意20TP04點(diǎn)編碼波形，分析原因。 數(shù)字基帶20P01輸入與20P02輸出測(cè)試點(diǎn)20TP02負(fù)向波形與20TP03正向波形測(cè)試點(diǎn)工作時(shí)鐘測(cè)試點(diǎn)20TP04編碼輸出測(cè)試點(diǎn)4） 撥碼器4SW02：設(shè)置為“00001”，即給HDB3編碼系統(tǒng)送入復(fù)雜信號(hào)（32K的15位m序列）。對(duì)照20TP01點(diǎn)時(shí)鐘讀出4P01點(diǎn)的碼序列，根