HDB3碼型變換

1、北京交通大學畢業(yè)設計（論文）開題報告姓名： 學號： 指導教師： 日期： 2015 年 11 月 9 日 上課時間：星期 一 第 五 大節(jié)通信原理實驗電子信息工程學院通信原理實驗 第 頁 實驗四實驗四 HDB3HDB3 編碼與譯碼實驗編碼與譯碼實驗一、 實驗前的準備1.了解實驗系統(tǒng)的功能模塊,如圖:2.了解實驗的原理規(guī)則:(1).AMI 碼的全稱是傳號交替反轉碼.其編碼規(guī)律是:信息代碼 1 變成+1或-1,極性交替反轉;信息代碼 0 保持不變,所以 AMI 碼把二進制碼序列變成了三進制碼序列,又稱偽三元碼.通常波形占空比為 0.5,波形如圖所示:AMI 碼的譯碼規(guī)則為: 從收到的符號序列中將所有

2、的-1 變換成+1 后，通信原理實驗 第 頁 就可以得到原消息代碼.(2).HDB3 碼的全稱是三階高密度雙極性碼,它的編碼規(guī)律是:當沒有 4 個以上連 0 串時,這時的 AMI 碼就是 HDB3 碼;當出現(xiàn) 4 個以上連 0 串時,則將每 4 個連 0 小段的第四個 0 變換成與其前一非 0 碼(+1 或-1)同極性的符號; 為了不破壞極性交替反轉，當相鄰 V 符號之間有偶數(shù)個非 0 符號時，再將該小段的第 1 個 0 變換成+B 或-B,符號的極性與前一非 0 符號的相反，并讓后面的非 0 符號從符號開始再交替變化。HDB3 碼的譯碼規(guī)則為: 雖然編碼很復雜，但解碼規(guī)則很簡單，就是把原來的

3、取代節(jié)(4 個連 0)找到即可，若 3 連0前后非 0 脈沖同極性，則將最后一個非零元素譯為零，如+1000+1 就應該譯成10000，否則不用改動;若 2 連 0前后非 0 脈沖極性相同，則兩零前后都譯為零，如-100-1，就應該譯為 0000，否則也不用改動;再將所有的-1 變換成+1 后，就可以得到原消息代碼。3.了解實驗電路及測試點的含義:(1)實驗電路如圖所示:(2)測試點的含義:通信原理實驗 第 頁 AMI/HDB3 編譯碼電路:a) TPD01:編碼輸入數(shù)據(jù)(256kbps);b) TPD02:256kHz 編碼輸入時鐘;c) TPD03:HDB3 輸出+;d) TPD04:HD

4、B3 輸出-;e) TPD05:HDB3 輸出(雙極性);f) TPD06:譯碼輸入時鐘(256kHz);g) TPD07:譯碼輸出數(shù)據(jù)(256kbps);h) TPD08:HDB3 輸出(單極性).位定時提取電路:a) TPPO1:256kHz 帶通濾波器輸出;b) TPPO2:隔離放大器輸出;c) TPPO3:鑒相器 A 輸入信號(64kHz);d) TPPO4:VOC 輸出信號(512 kHz);e) TPPO5: 鑒相器 B 輸入信號(64kHz);f) TPPO6:環(huán)路濾波器輸出;g) 鎖定指示檢測(鎖定時為高電平).二、 實驗目的1. 掌握 AMI 編碼規(guī)則，編碼和解碼原理;2.

5、掌握 HDB3 編碼規(guī)則，編碼和解碼原理;3. 了解鎖相環(huán)的工作原理和定時提取原理;4. 了解輸入信號對定時提取的影響;5. 了解信號的傳輸時延;通信原理實驗 第 頁 6. 了解 AMI/HDB3 編譯碼集成芯片 CD22103.三、 實驗儀器1. ZH5001A 通信原理綜合實驗系統(tǒng)2. 20MHz 雙蹤示波器四、 基本原理1. AMI 碼的全稱是傳號交替反轉碼.其編碼規(guī)律是:信息代碼 1 變成+1 或-1,極性交替反轉;信息代碼 0 保持不變,所以 AMI 碼把二進制碼序列變成了三進制碼序列,又稱偽三元碼.通常波形占空比為0.5,波形如圖所示:AMI 碼的譯碼規(guī)則為: 從收到的符號序列中將

6、所有的-1 變換成+1 后，就可以得到原消息代碼.2. HDB3 碼的全稱是三階高密度雙極性碼,它的編碼規(guī)律是:當沒有 4個以上連 0 串時,這時的 AMI 碼就是 HDB3 碼;當出現(xiàn) 4 個以上連 0串時,則將每 4 個連 0 小段的第四個 0 變換成與其前一非 0 碼(+1或-1)同極性的符號; 為了不破壞極性交替反轉，當相鄰 V 符號之間有偶數(shù)個非 0 符號時，再將該小段的第 1 個 0 變換成+B 或-B,符號的極性與前一非 0 符號的相反，并讓后面的非 0 符號從符號開始再交替變化。HDB3 碼的譯碼規(guī)則為: 雖然編碼很復雜，但解碼規(guī)則很簡單，就通信原理實驗 第 頁 是把原來的取代

7、節(jié)(4 個連 0)找到即可，若 3 連0前后非 0 脈沖同極性，則將最后一個非零元素譯為零，如+1000+1 就應該譯成10000，否則不用改動;若 2 連 0前后非 0 脈沖極性相同，則兩零前后都譯為零，如-100-1，就應該譯為 0000，否則也不用改動;再將所有的-1 變換成+1 后，就可以得到原消息代碼。3. 從基帶信號中提取定時的原理:五、 實驗內容1.HDB3 碼變換規(guī)則驗證：首先將輸入信號選擇跳線開關 KD01 設置在 M 位置（右端） 、單/雙極性碼輸出選擇開關設置 KD02 設置在 2_3 位置（右端） 、AMI/HDB3 編碼開關 KD03設置在 HDB3 位置（左端） ，

8、使該模塊工作在 HDB3 碼方式。將 CMI 編碼模塊內的 M 序列類型選擇跳線開關 KX02 設置在 2_3 位置（右端） ，產(chǎn)生 7 位周期 m 序列。用示波器同時觀測輸入數(shù)據(jù) TPD01 和 AMI輸出雙極性編碼數(shù)據(jù) TPD05 波形及單極性編碼數(shù)據(jù) TPD08 波形，觀測時用TPD01 同步。分析觀測輸入數(shù)據(jù)與輸出數(shù)據(jù)關系是否滿足 AMI 編碼關系，畫下一個 M 序列周期的測試波形。通信原理實驗 第 頁 1) 通過 KX02 的設置，產(chǎn)生 7 位周期 m 序列。用示波器觀測如下數(shù)據(jù)：輸入數(shù)據(jù)（TPD01） ，HDB3 輸出雙極性碼數(shù)據(jù)（TPD05） ；輸入數(shù)據(jù)（TPD01） ，AMI

9、輸出單極性碼數(shù)據(jù)（TPD08） 。由圖可得，因為 m 序列中沒有出現(xiàn) 4 個連 0，所以 HDB3 碼和 AMI 碼是相同的，滿足 AMI 編碼關系。通信原理實驗 第 頁 2) 使輸入數(shù)據(jù)端口懸空產(chǎn)生全 1 碼，重復上述步驟。3) 使輸入數(shù)據(jù)全 0 碼，重復上述步驟。通信原理實驗 第 頁 2.HDB3 碼譯碼和時延測量用示波器同時觀測輸入數(shù)據(jù) TPD01 和 HDB3 輸出 TPD07 波形，觀測時用TPD01 同步。分析觀測 HDB3 編碼輸入數(shù)與 HDB3 譯碼輸出數(shù)據(jù)關系是否滿足HDB3 編碼關系，畫下一個 M 序列周期的測試波形。通信原理實驗 第 頁 從圖中可以看出，HDB3 大概有

10、8 個時鐘的延時，與理論相同：編碼譯碼各4 個時鐘時延。3.HDB3 編碼信號中同步時鐘分量定性觀測：將輸入數(shù)據(jù)選擇跳線開關 KD01 設置在 M 位置（右端） ；將 CMI 編碼模塊內的 M 序列類型選擇跳線開關 KX02 設置在 2_3 位置（右端） ，產(chǎn)生 7 位周期m 序列；將鎖相環(huán)模塊內輸入信號選擇跳線開關 KP02 設置在 HDB3 位置（左端） 。（1）將極性碼輸出選擇跳線開關 KD02 設置在 2_3 位置（右端）產(chǎn)生單極性碼輸出，用示波器測量模擬鎖相環(huán)模塊 TPP01、TPP02 波形；然后將跳線開關 KD02 設置在 1_2 位置（左端）產(chǎn)生雙極性碼輸出，觀測TPP01、T

11、PP02 波形變化。單極性：通信原理實驗 第 頁 雙極性：分析：從二者波形比較可以看出，單極性碼中存在位定時分量，可以從中提取同步時鐘分量。而從雙極性碼不能提取出中位定時分量。（2）將極性碼輸出選擇跳線開關 KD02 設置在 2_3 位置（右端）產(chǎn)生單極性碼輸出，使輸入數(shù)據(jù)為全 1，測試模擬鎖相環(huán)模塊 TPP01 的同步時鐘分量，記錄波形。通信原理實驗 第 頁 分析：從波形上看，全 1 編碼的單極性碼中位定時分量是十分豐富的，從中可以得到很清晰準確的定時分量。這是因為全 1 碼中不存在連續(xù)的 0 信號，編碼中定時分量明顯。（3）使輸入為全 0 碼，重復步驟（2） ，記錄測試結果。分析：全 0 碼中也存在位定時分量，但是明顯不如全 1 碼，因為全 0 碼中由于需對連續(xù) 4 個及以上的 0 進行特殊處理，所以含有的定時分量不是很準確。這并不影響 HDB3 編碼的實用性，因為通常情況下不會出現(xiàn)全 0 碼，而是 0 與 1 交替出現(xiàn)。六、 實驗結論分析HDB3 碼編碼規(guī)則符合 AMI 編碼規(guī)則；單極性碼中存在位定時分通信原理實驗 第 頁 量，可以從中提取同步時鐘分量，而從雙極性碼不能提取出中位定時分量；全 1 編碼的單極性碼中位定時分量是