碼型變換實(shí)驗(yàn)

1、碼型變換實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解幾種常用的數(shù)字基帶信號(hào)。2、 掌握常用基帶傳輸碼型的編碼規(guī)則。3、 掌握常用CPLD實(shí)現(xiàn)碼型變換的方法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 觀(guān)察NRZ碼、RZ碼、AMI碼、HDB3碼、CMI碼、BPH碼的波形。2、 觀(guān)察全0碼HDB3 碼波形。3、 觀(guān)察RZ碼、AMI碼、HDB3碼、CMI碼、BPH碼經(jīng)過(guò)碼型反變換后的輸出波形。三、 實(shí)驗(yàn)器材1、 信號(hào)源模塊 （一塊）2、 6號(hào)模塊 （一塊）3、 7號(hào)模塊 （一塊）4、 20M雙蹤示波器 （一臺(tái)）5、 連接線(xiàn)四、 實(shí)驗(yàn)原理（一） 基本原理 在數(shù)字通信中，有些場(chǎng)合可以不經(jīng)過(guò)載波調(diào)制和解調(diào)過(guò)程而讓基帶信號(hào)直接進(jìn)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(hào)的系統(tǒng)。 其基本結(jié)構(gòu)由信道信號(hào)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(hào)形成器，經(jīng)過(guò)一系列的處理再輸出基帶脈沖。這里信道信號(hào)形成器用來(lái)適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘?hào)，信道可以是允許基帶信號(hào)通過(guò)的煤質(zhì)（如可以通過(guò)從直流至高頻的有線(xiàn)線(xiàn)路）；接收濾波器用來(lái)接收信號(hào)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(lái)判定與再生基帶信號(hào)。 若一個(gè)變換器把數(shù)字基帶信號(hào)變換成適合于基帶信號(hào)傳輸?shù)幕鶐盘?hào)，則稱(chēng)此變換器為數(shù)字基帶調(diào)制器；想反，把信道基帶信號(hào)變換成原始數(shù)字基帶信號(hào)的變換器，稱(chēng)之為基帶解調(diào)器。 基帶信號(hào)是代碼的一種電表示形式。在

3、實(shí)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(duì)傳輸用的基帶信號(hào)的只要要求有兩點(diǎn)：（）對(duì)個(gè)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(duì)所選碼型的點(diǎn)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(chēng)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(jìn)制信息“”和“”，在整個(gè)碼元期間保持不變。、 碼碼的全稱(chēng)是單極性歸零碼，與碼不同的是，發(fā)送“”時(shí)在整個(gè)碼元期間高電平只持續(xù)一段時(shí)間，在碼元的其余時(shí)間內(nèi)則返回到零電平。、 碼碼的全稱(chēng)是傳號(hào)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(hào)交替反轉(zhuǎn)，故由于它決定的

4、基帶信號(hào)將出現(xiàn)正負(fù)脈沖交替，而電位保持不變的規(guī)律。這種基帶信號(hào)無(wú)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(guò)的信道中傳輸。碼還有編譯碼電路簡(jiǎn)單以及便于觀(guān)察誤碼情況等優(yōu)點(diǎn)，它是一種基本的線(xiàn)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(duì)碼的一種改進(jìn)碼，它的全稱(chēng)是三級(jí)高級(jí)雙極性碼。其編碼規(guī)則如下：當(dāng)出現(xiàn)4個(gè)或4個(gè)以上連0串時(shí)，則將每4個(gè)連0小段的第4個(gè)0變換成與前一非0符合統(tǒng)計(jì)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(wú)直流特性，還必須保證相鄰V符號(hào)也應(yīng)極性交替。當(dāng)兩個(gè)相鄰V符號(hào)之間有奇數(shù)個(gè)非0符號(hào)時(shí)，用取代節(jié)“000V”取代4個(gè)連0信息碼

5、；當(dāng)兩個(gè)相鄰V符號(hào)間有偶數(shù)個(gè)非0符號(hào)時(shí)，用取代節(jié)“B000”取代4連0信息碼。、 CMI碼CMI碼是傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼的簡(jiǎn)稱(chēng)，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(shí)信息。、 PBH碼PBH碼的全稱(chēng)是數(shù)字在雙相碼，又稱(chēng)Manchester碼，即曼徹斯特碼。它是對(duì)每個(gè)二進(jìn)制碼分別利用了兩個(gè)具有2個(gè)不同相位的二進(jìn)制新碼去取代的碼，編碼規(guī)則之一是：0變01；1變10。特點(diǎn)是只使用兩個(gè)電平，既能提供足夠的定時(shí)分量，又無(wú)直流漂移，編碼過(guò)程簡(jiǎn)單。（三） 點(diǎn)路原理將信號(hào)源產(chǎn)生的NRZ碼和為同步信號(hào)BS送入 U1進(jìn)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(fù)極性編碼信號(hào)，如DHB3碼的正、負(fù)極性編碼信號(hào)送入U(xiǎn)2的選通控制端，控制模擬開(kāi)關(guān)輪流選通正、負(fù)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(fù)極性的兩路信號(hào)，在送入CPLD進(jìn)行解碼，的到NRZ碼。其他雙極性碼的編譯、解碼過(guò)程相同。五、 實(shí)驗(yàn)步驟1、CMI,RZ,PHB碼編解碼電路觀(guān)測(cè) 1）將信號(hào)源模塊和模塊6、7固定在主機(jī)箱上，將螺絲擰緊，確保電源接觸良好。 2）通過(guò)模塊6上的撥碼開(kāi)工S1選擇碼型為CMI碼，即“00100000” 3）信號(hào)源模塊上S4、S5都撥到“1100”，S1、S2、S3分別設(shè)為“01110010”“010

7、10101”“00110011” 4）實(shí)驗(yàn)連線(xiàn)： 源端口目的端口連線(xiàn)說(shuō)明信號(hào)源：NRZ(8K)模塊6：NRZIN8KNRZ碼基帶傳輸信號(hào)輸入信號(hào)源：CLK2(8K)模塊6:BS提供編譯碼位時(shí)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(shí)鐘模塊7：BS模塊6:BSR提取的位時(shí)鐘給譯碼模塊 5）將模塊7的S2設(shè)為“0111”，即時(shí)鐘頻率為256K 6）以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)電源，用雙蹤示波器同時(shí)觀(guān)測(cè)“NRZIN”與編碼輸出“DOUT1”波形。如下圖黃色的為NRZIN的圖片，藍(lán)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(shí)觀(guān)測(cè)“NRZIN”與編碼輸出“NRZ-OUT”波形。如下圖黃色的為NRZIN的圖片，藍(lán)色的為NRZ-OUT的圖形。 8)撥碼開(kāi)關(guān)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(shí)觀(guān)測(cè)“NRZIN”與編碼輸出“DOUT1”波形。如下圖黃色的為NRZIN的圖片，藍(lán)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(shí)觀(guān)測(cè)“NRZIN”與編碼輸出“NRZ-OUT”波形。如下圖黃色的為NRZIN的圖片，藍(lán)色的為NRZ-OUT的圖形。 9）將撥碼開(kāi)關(guān)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(shí)觀(guān)測(cè)“NRZIN”

9、與編碼輸出“DOUT1”波形。如下圖黃色的為NRZIN的圖片，藍(lán)色的為DOUT1的圖形。 以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)源，用雙蹤示波器同時(shí)觀(guān)測(cè)“NRZIN”與編碼輸出“NRZ-OUT”波形。如下圖黃色的為NRZIN的圖片，藍(lán)色的為NRZ-OUT的圖形 2、AMI,HDB3編碼解碼電路觀(guān)測(cè) 1）通過(guò)模塊6上的撥號(hào)開(kāi)關(guān)S1選擇碼型為AMI碼，即“01000000”。 2）將信號(hào)源S4、S5撥到“1100”，S1、S2、S3分別設(shè)為“01110010”“00011000”“01000011”。 3）實(shí)驗(yàn)連線(xiàn)源端口 目的端口連線(xiàn)說(shuō)明信號(hào)源：NRZ(8K)模塊6：NRZINNRZIN碼基帶傳輸信號(hào)輸入信號(hào)源

10、：CLK2(8K)模塊6：BS提供編譯碼位時(shí)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(shè)置為“1000” 5）以“NRZIN”為內(nèi)觸發(fā)電源，用雙蹤示波器同時(shí)觀(guān)測(cè)“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(shí)觀(guān)測(cè)“NRZIN”與編碼輸出“NRZ_OUT”波形。 7)通過(guò)撥號(hào)開(kāi)關(guān)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(shí)觀(guān)測(cè)“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(shí)觀(guān)測(cè)“NRZIN”與編碼輸出“NRZ_OUT”波形。3、將信號(hào)源模塊上的撥號(hào)開(kāi)關(guān)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(shí)觀(guān)測(cè)“NRZIN”與編碼輸出“HDB3