碼型變換實驗

1、碼型變換實驗一、 實驗目的1、 了解幾種常用的數(shù)字基帶信號。2、 掌握常用基帶傳輸碼型的編碼規(guī)則。3、 掌握常用CPLD實現(xiàn)碼型變換的方法。二、 實驗內(nèi)容1、 觀察NRZ碼、RZ碼、AMI碼、HDB3碼、CMI碼、BPH碼的波形。2、 觀察全0碼HDB3 碼波形。3、 觀察RZ碼、AMI碼、HDB3碼、CMI碼、BPH碼經(jīng)過碼型反變換后的輸出波形。三、 實驗器材1、 信號源模塊 （一塊）2、 6號模塊 （一塊）3、 7號模塊 （一塊）4、 20M雙蹤示波器 （一臺）5、 連接線四、 實驗原理（一） 基本原理 在數(shù)字通信中，有些場合可以不經(jīng)過載波調(diào)制和解調(diào)過程而讓基帶信號直接進行傳輸。基帶傳輸系

2、統(tǒng)是指不使用載波裝置而直接傳送基帶限號的系統(tǒng)。 其基本結(jié)構(gòu)由信道信號形成器、信道、接收濾波器以及抽樣判決器組成。要先將基帶脈沖輸入信道信號形成器，經(jīng)過一系列的處理再輸出基帶脈沖。這里信道信號形成器用來適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘枺诺揽梢允窃试S基帶信號通過的煤質(zhì)（如可以通過從直流至高頻的有線線路）；接收濾波器用來接收信號和盡可能排除信道噪聲和其他干擾；抽樣判決器則是在噪聲背景下用來判定與再生基帶信號。 若一個變換器把數(shù)字基帶信號變換成適合于基帶信號傳輸?shù)幕鶐盘枺瑒t稱此變換器為數(shù)字基帶調(diào)制器；想反，把信道基帶信號變換成原始數(shù)字基帶信號的變換器，稱之為基帶解調(diào)器。 基帶信號是代碼的一種電表示形式。在

3、實際的基帶傳輸系統(tǒng)中，并不是所有的基帶電波形都能在信道中傳輸。對傳輸用的基帶信號的只要要求有兩點：（）對個種代碼的要求，期望將原始信息符合編織成適合于傳輸用的碼型；對所選碼型的點波形要求，期望電波形適合于在信道中傳輸。（二） 編碼規(guī)則、 碼碼的全稱是單極性不歸零碼，在這種二元碼中用高電平和低電平分別表示二進制信息“”和“”，在整個碼元期間保持不變。、 碼碼的全稱是單極性歸零碼，與碼不同的是，發(fā)送“”時在整個碼元期間高電平只持續(xù)一段時間，在碼元的其余時間內(nèi)則返回到零電平。、 碼碼的全稱是傳號交替反轉(zhuǎn)碼。代碼的礽變換為傳輸碼的，而把代碼中的交替地變換為傳輸碼的，。由于的傳號交替反轉(zhuǎn)，故由于它決定的

4、基帶信號將出現(xiàn)正負脈沖交替，而電位保持不變的規(guī)律。這種基帶信號無直流成分，且只有很小的低頻成分，而且它特別適宜在不允許這些成分通過的信道中傳輸。碼還有編譯碼電路簡單以及便于觀察誤碼情況等優(yōu)點，它是一種基本的線路碼，在高密度信息得數(shù)據(jù)傳輸中，得到廣泛采用。、 碼碼是對碼的一種改進碼，它的全稱是三級高級雙極性碼。其編碼規(guī)則如下：當出現(xiàn)4個或4個以上連0串時，則將每4個連0小段的第4個0變換成與前一非0符合統(tǒng)計性的符合，用V表示，使附加V符合后的序列不破壞“極性交替反轉(zhuǎn)”造成的無直流特性，還必須保證相鄰V符號也應極性交替。當兩個相鄰V符號之間有奇數(shù)個非0符號時，用取代節(jié)“000V”取代4個連0信息碼

5、；當兩個相鄰V符號間有偶數(shù)個非0符號時，用取代節(jié)“B000”取代4連0信息碼。、 CMI碼CMI碼是傳號反轉(zhuǎn)碼的簡稱，其編碼規(guī)則為：“1”碼交替用“11”和“00”表示；“0”碼用“01”表示。此碼由于有較多的電平躍變，含豐富的定時信息。、 PBH碼PBH碼的全稱是數(shù)字在雙相碼，又稱Manchester碼，即曼徹斯特碼。它是對每個二進制碼分別利用了兩個具有2個不同相位的二進制新碼去取代的碼，編碼規(guī)則之一是：0變01；1變10。特點是只使用兩個電平，既能提供足夠的定時分量，又無直流漂移，編碼過程簡單。（三） 點路原理將信號源產(chǎn)生的NRZ碼和為同步信號BS送入 U1進行變換，可以直接得到各種單極性

6、碼和各種雙極性碼的正、負極性編碼信號，如DHB3碼的正、負極性編碼信號送入U2的選通控制端，控制模擬開關輪流選通正、負電平，從而得到完整的HDB3碼。解碼也同樣需要將雙極性的HDB3碼交換成分別代表正極性和負極性的兩路信號，在送入CPLD進行解碼，的到NRZ碼。其他雙極性碼的編譯、解碼過程相同。五、 實驗步驟1、CMI,RZ,PHB碼編解碼電路觀測 1）將信號源模塊和模塊6、7固定在主機箱上，將螺絲擰緊，確保電源接觸良好。 2）通過模塊6上的撥碼開工S1選擇碼型為CMI碼，即“00100000” 3）信號源模塊上S4、S5都撥到“1100”，S1、S2、S3分別設為“01110010”“010

7、10101”“00110011” 4）實驗連線： 源端口目的端口連線說明信號源：NRZ(8K)模塊6：NRZIN8KNRZ碼基帶傳輸信號輸入信號源：CLK2(8K)模塊6:BS提供編譯碼位時鐘模塊6：DOUT1模塊6：DIN1電平變換的編碼輸入模塊6：DOUT1模塊7:DIN 提取編碼數(shù)據(jù)的位時鐘模塊7：BS模塊6:BSR提取的位時鐘給譯碼模塊 5）將模塊7的S2設為“0111”，即時鐘頻率為256K 6）以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)電源，用雙蹤示波器同時觀測“NRZIN”與編碼輸出“DOUT1”波形。如下圖黃色的為NRZIN的圖片，藍色的為DOUT1的圖形。 7）以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)源，用雙

8、蹤示波器同時觀測“NRZIN”與編碼輸出“NRZ-OUT”波形。如下圖黃色的為NRZIN的圖片，藍色的為NRZ-OUT的圖形。 8)撥碼開關S1選擇碼型為RZ碼（00010000） 以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)電源，用雙蹤示波器同時觀測“NRZIN”與編碼輸出“DOUT1”波形。如下圖黃色的為NRZIN的圖片，藍色的為DOUT1的圖形。 以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)電源，用雙蹤示波器同時觀測“NRZIN”與編碼輸出“NRZ-OUT”波形。如下圖黃色的為NRZIN的圖片，藍色的為NRZ-OUT的圖形。 9）將撥碼開關S1選擇碼型為BPH碼 以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)電源，用雙蹤示波器同時觀測“NRZIN”

9、與編碼輸出“DOUT1”波形。如下圖黃色的為NRZIN的圖片，藍色的為DOUT1的圖形。 以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)源，用雙蹤示波器同時觀測“NRZIN”與編碼輸出“NRZ-OUT”波形。如下圖黃色的為NRZIN的圖片，藍色的為NRZ-OUT的圖形 2、AMI,HDB3編碼解碼電路觀測 1）通過模塊6上的撥號開關S1選擇碼型為AMI碼，即“01000000”。 2）將信號源S4、S5撥到“1100”，S1、S2、S3分別設為“01110010”“00011000”“01000011”。 3）實驗連線源端口 目的端口連線說明信號源：NRZ(8K)模塊6：NRZINNRZIN碼基帶傳輸信號輸入信號源

10、：CLK2(8K)模塊6：BS提供編譯碼位時鐘模塊6：HDB3/AMI_OUT模塊7：輸入鎖相環(huán)法同步提取輸入模塊7：位同步輸出模塊6：BSR提取的位同步輸入模塊6：DOUT1模塊6：IN-A電平變換A路編碼輸入模塊6：DOUT2模塊6：IN-B電平變換B路編碼輸入模塊6：HDB3/AMI_OUT模塊6：HDB3/AMI_IN電平反變換輸入模塊6：OUT_A模塊6：DIN1電平反變換A路編碼輸出模塊6：OUT_B模塊6：DIN2電平反變換B路編碼輸出 4）模塊7的S2設置為“1000” 5）以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)電源，用雙蹤示波器同時觀測“NRZIN”與編碼輸出“HDB3/AMI_OUT”波形。 6) 以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)電源，用雙蹤示波器同時觀測“NRZIN”與編碼輸出“NRZ_OUT”波形。 7)通過撥號開關S1選擇碼型為HDB3碼 （1）以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)電源，用雙蹤示波器同時觀測“NRZIN”與編碼輸出“HDB3/AMI_OUT”波形。 （2）以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)電源，用雙蹤示波器同時觀測“NRZIN”與編碼輸出“NRZ_OUT”波形。3、將信號源模塊上的撥號開關S1、S2、S3全部撥為0， （1）以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)電源，用雙蹤示波器同時觀測“NRZIN”與編碼輸出“HDB3