AMI HDB3編譯碼過程實驗1

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

2、波形是具有正、負、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”仍對應(yīng)零電平，而“1”交替對應(yīng)正、負電平。由于AMI碼的信號交替反轉(zhuǎn)，故由它決定的基帶信號將出現(xiàn)正負脈沖交替，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，它已從一個二進制符號序列變成了一個三進制符號序列，而且也是一個二進制符號變換成一個三進制符號。把一個二進制符號變換成一個三進制符號所構(gòu)成的碼稱為1B1T碼型。AMI碼除具有上述特點外，還有編譯碼電路簡單及便于觀察誤碼情況等優(yōu)點，它是一種基本的線路碼，并得到廣

3、泛采用。但是，AMI碼有一個重要缺點，即當它用來獲取定時信息時，由于它可能出現(xiàn)長的連“0”串，因而會造成提取定時信號的困難。為了保持AMI碼的優(yōu)點而克服其缺點，人們提出了許多種類的改進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稱。HDB3碼保留了AMI碼所有的優(yōu)點（如前所述），還可將連碼限制在3個以內(nèi)，克服了AMI碼如果長連“0”過多對提取定時鐘不利的缺點。HDB3碼的功率譜基本上與AMI碼類似。由于HDB3碼諸多優(yōu)點，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”的個數(shù)。當連“0”數(shù)目小于等于3時，HDB3碼與AMI碼一樣，+1與-1交替。 2二進制序列中的“0”碼在HDB3碼中仍編為“0”碼，但當出現(xiàn)四個連“0”碼時，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，（即V+=1，V-=1，B+=1，B-=1）脈沖波形相同，用V或B符號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，當它不能用時，再用B00V。000V取代節(jié)的安排要滿足以下兩個要求：（1）各取代節(jié)之間的V碼要極性交替出現(xiàn)（為了

5、保證傳號碼極性交替出現(xiàn)，不引入直流成份）。（2）V碼要與前一個傳號碼的極性相同（為了在接收端能識別出哪個是原始傳號碼，哪個是V碼和B碼，以恢復(fù)成原二進制碼序列）。 當上述兩個要求能同時滿足時，用000V代替原二進制碼序列中的4個“0”（用000V+或000V-）；而當上述兩個要求不能同時滿足時，則改用B00V（B+00V+或B-00V-，實質(zhì)上是將取代節(jié)000V中第一個“0”碼改成B碼）。 4HDB3碼序列中的傳號碼（包括“1”碼、和B碼）除V碼外要滿足極性交替出現(xiàn)的原則。 下面我們舉個例子來具體說明一下，如何將二進制碼轉(zhuǎn)換成HDB3碼。二進制碼序列: 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，二進制碼序列中第1-5個碼元里出現(xiàn)了4個連“0”碼，按照規(guī)則先用000V取代節(jié)來替代4個“0”，,其中V碼極性的如何取呢（上面的例子中已經(jīng)假設(shè)了變換后的二進制碼序列前面的是個V+ 碼）因為第一個是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V碼必須是V-。再按照V碼要與前一個傳號碼的極性相同的原則，因為前面的傳號也是負的，所以這4個連“0”碼可以用取代節(jié)00

7、0V代替。也就是說：加入的這個V碼既保持了與前一個V碼相反的極性又符合與前一個傳號相同極性的原則，所以這個V碼確定為負的，這個取代節(jié)就是：0 0 0 V-二進制碼序列中9-12也是4個“0”連碼，與前相同先試用000V取代節(jié)來替代4個“0”碼，因為前一個V碼是“V-”這個V碼必須是V+，又因為這個+V碼前的傳號是“1”的，違背了V碼要與前一個傳號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。由于前一個傳號是“1”，所以應(yīng)為+B碼，所以這個取代節(jié)就是B+ 0 0 V+從上例也可以看出兩點： （1）

8、當兩個取代節(jié)之間原始傳號碼的個數(shù)為奇數(shù)時，后邊取代節(jié)用000V；當兩個 取代節(jié)之間原始傳號碼的個數(shù)為偶數(shù)時，后邊取代節(jié)用B00V （2）V碼破壞了傳號碼極性交替出現(xiàn)的原則，所以叫破壞點；而B碼未破壞傳號碼極性交替出現(xiàn)的原則，叫非破壞點。 雖然HDB3碼的編碼規(guī)則比較復(fù)雜，但譯碼卻比較簡單。從上述原理看出，每一個破壞符號V總是與前一非0符號同極性（包括B在內(nèi)）。這就是說，從收到的符號序列中可以容易地找到破壞點V于是也斷定V符號及其前面的3個符號必是連0符號，從而恢復(fù)4個連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、實驗設(shè)置1HDB3編碼模塊：20K01：1-2，

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

10、碼還原輸出的數(shù)字基帶信號，也比數(shù)字編碼信號20TP04延時4個譯碼時鐘周期時鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊撥碼器4SW02：當設(shè)置為“01110”時，則4P01輸出由4SW01撥碼器設(shè)置的8比特數(shù)據(jù)，速率為64K；當設(shè)置為“00000”時，則4P01輸出15位的偽隨機碼數(shù)據(jù)，速率為2K。五、實驗內(nèi)容及步驟1插入有關(guān)實驗?zāi)K：在關(guān)閉系統(tǒng)電源的條件下，將AMI/HDB3編譯碼模塊、時鐘與基帶數(shù)據(jù)發(fā)生模塊，分別插到通信原理底板插座上（位號為：F、G）。（具體位置可見底板右下角的“實驗?zāi)K位置分布表”）。注意模塊插頭與底板插座的防呆口一致，模塊位號與底板位號的一致。2信號線連接： 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，請立即關(guān)閉電源，查找異常原因。4AMI碼測試：1）跳線開關(guān)20K01選擇1-2腳連（左側(cè)），即實現(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。觀察有關(guān)測試點波形，分析實現(xiàn)原理，記錄有關(guān)波形。數(shù)字基帶20P01輸入與20P02輸出測試點20TP02負向波形與20TP03正向波形測試點工作時鐘測試點20TP04編碼輸出測試點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。觀察有關(guān)測試點波形，特別注意20TP04點編碼波形，分析原因。 數(shù)字基帶20P01輸入與20P02輸出測試點20TP02負向波形與20TP03正向波形測試點工作時鐘測試點20TP04編碼輸出測試點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（32K的15位m序列）。對照20TP01點時鐘讀出4P01點的碼序列，根據(jù)AMI編碼規(guī)則，畫出其編碼波形。再觀察有關(guān)測試點波形，驗證自己的想法。記錄有關(guān)波形。數(shù)字基帶20P01輸入與20P02輸出測試點20TP02負向波形與20TP03正向波形測試點工作時

13、鐘測試點20TP04編碼輸出測試點5HDB3碼測試：1）跳線開關(guān)20K01選擇2-3腳連（右側(cè)），即實現(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。觀察有關(guān)測試點波形，分析實現(xiàn)原理，記錄有關(guān)波形。數(shù)字基帶20P01輸入與20P02輸出測試點20TP02負向波形與20TP03正向波形測試點工作時鐘測試點20TP04編碼輸出測試點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。觀察有關(guān)測試點波形，特別注意20TP04點編碼波形，分析原因。 數(shù)字基帶20P01輸入與20P02輸出測試點20TP02負向波形與20TP03正向波形測試點工作時鐘測試點20TP04編碼輸出測試點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（32K的15位m序列）。對照20TP01點時鐘讀出4P01點的碼序列，根