通信原理實(shí)驗(yàn)12AMIHDB3編譯碼過(guò)程實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)十二 AMI / HDB3編譯碼過(guò)程實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.AMI/HDB3碼型變換編碼觀察實(shí)驗(yàn)2.AMI/HDB3碼型變換譯碼觀察實(shí)驗(yàn)一. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉AMI / HDB3編譯碼的工作過(guò)程。2.觀察AMI / HDB3碼型變換編譯碼電路的測(cè)量點(diǎn)波形。二. 實(shí)驗(yàn)工作原理在分析HDB3數(shù)字基帶信號(hào)傳輸及HDB3碼型變換線(xiàn)路編譯碼工作原理之前，首先對(duì)本實(shí)驗(yàn)電路中使用的HDB3專(zhuān)用集成電路CD22103芯片作一介紹：（一） HDB3專(zhuān)用集成電路CD221031.引腳功能說(shuō)明第1腳：NRZI 發(fā)端非歸零碼輸入腳 欲需進(jìn)行HDB3編碼的非歸零輸入數(shù)據(jù)，它被編碼時(shí)鐘CP1的下降沿定位。第2腳：CP1發(fā)端編

2、碼時(shí)鐘輸入腳 對(duì)NRZI數(shù)據(jù)編碼的輸入時(shí)鐘。第3腳：AMIHDB3碼變換方式選擇輸入腳，若AMI / HDB3=L，為NRZAMI編譯碼；若AMIHDB3H,為HDB3編譯碼。第4腳：NRZO 收端非歸零碼輸出腳譯碼后非歸零數(shù)據(jù)，它定位于CP2上升沿。第5腳：CP2 收端解碼時(shí)鐘輸入腳對(duì)AIN、BIN數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的時(shí)鐘信號(hào)。第6腳：SET 輸入HDB3碼連零告警置位端。第7腳：AIS HDB3碼連零告警輸出端。當(dāng)SET L時(shí)，譯碼計(jì)數(shù)器清零，此后若 AIS=L，表示前段在SET = H期間譯碼過(guò)程中出現(xiàn)不少于3個(gè)“0”；若AIS=H，表示出現(xiàn)少于3個(gè)“0”。當(dāng)SET = H時(shí)，使譯碼計(jì)數(shù)器工作

3、，進(jìn)行連“0”統(tǒng)計(jì)。第8腳：GND 地。第9腳：ERR 收端誤碼檢測(cè)輸出端、 它一違犯HDB3編碼規(guī)律為標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)接收HDB3碼的錯(cuò)誤情況。若HDB3碼出現(xiàn)同極性的3個(gè)“1”時(shí)，則ERR = H。 第10腳：CP3 收端時(shí)鐘輸出端 提供為位同步需要的時(shí)鐘信息，若LTE = L，CP3 = AIN+BIN； 若LTE = H，則 CP3 = OUT1+OUT2第11腳：AIN 解碼輸入端（）第12腳：LTE 工作自環(huán)控制輸入腳 自環(huán)/工作控制信號(hào)，當(dāng)：LTE = L，為正常工作狀態(tài)，編解碼器獨(dú)立，異步地工作：當(dāng)LTE = H，內(nèi)部將OUT1與AIN，OUT2與BIN短接，CP3 = OUT1+O

4、UT2 ，電路處于環(huán)路測(cè)試狀態(tài)，此時(shí)NRZ相對(duì)于NRZ0延時(shí)6.5個(gè)時(shí)鐘周期。第13腳：BIN 解碼輸入端（一） 表示接收的欲解碼兩路單極性HDB3（）、（一）碼序列，它輸入后被解碼時(shí)鐘CP2的上升澡抽樣。第14腳：OUT1 發(fā)端編碼輸出端（一）第15腳：OUT2 發(fā)端編碼輸出端（） 表示編碼后HDB3的兩路單極性碼序列，通常經(jīng)變壓器合成三電平HDB3碼。HDB3碼輸出。第16腳：V 正電源，電壓通常為+5V±5。2.集成電路CD22103功能框圖 集成電路CD22103功能框圖如圖12-1所示。415217編碼器相 加解碼器誤碼檢測(cè)工作/自環(huán)告警電路開(kāi)關(guān)GNDV+971514106

5、1311123CP3SET2CPBINAINLTE1CPINRZ3AMI/HDBAISERR0NRZOUTOUT1 圖12-1 集成電路CD22103功能框圖（二） HDB3電路的工作原理AMI碼的全稱(chēng)是傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼。這是一種將消息代碼0（空號(hào)）和1（傳號(hào)）按如下規(guī)則進(jìn)行編碼的碼：代碼的0仍變換為傳輸碼的0，而把代碼中的1交替地變換為傳輸碼的1、1、1、1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(wú)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(guò)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

6、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(chēng)為1B1T碼型。AMI碼除有上述特點(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(xiàn)路碼，并得到廣泛采用。但是，AMI碼有一個(gè)重要缺點(diǎn)，即當(dāng)它用來(lái)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(lèi)的改進(jìn)AMI碼，HDB3碼就是其中有代表性的碼。 HDB3碼是三階高密度碼的簡(jiǎn)稱(chēng)。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?xún)?nèi)，克服了AMI碼如果長(zhǎng)連“0”過(guò)多

7、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(lèi)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(xiàn)路碼型。 如何由二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換成HDB3碼呢？ HDB3碼編碼規(guī)則如下： 1二進(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）。 2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(mǎn)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)（為了保證傳號(hào)碼極性交替出現(xiàn)，不引入直

8、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(mǎn)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(mǎn)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）。 3HDB3碼序列中的傳號(hào)碼（包括“1”碼、V碼和B碼）除V碼外要滿(mǎn)足極性交替出現(xiàn)的原則。 下面我們舉個(gè)例子來(lái)具體說(shuō)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 0 0 0 1 1 1 0

9、 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從上例可以看出兩點(diǎn)： （1）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(niǎo)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(shuō)，從收到的符號(hào)序列中可以容

10、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122 NRZHDB3編碼工作波形（三）電路的工作過(guò)程譯碼是編碼的逆過(guò)程。其波形如圖123所示。但CP2應(yīng)比譯碼輸入（AIN、BIN）稍有延時(shí)。環(huán)路測(cè)試由LTE控制，若LTEH，則OUT1、OUT2內(nèi)部短接到對(duì)應(yīng)的AIN、BIN，此時(shí)NRZ0應(yīng)為NRZi，但延后8個(gè)時(shí)鐘周期左右。CP3為AIN、BIN相加波形，供收端提取時(shí)鐘用。圖123 HDB3譯碼工作波形圖12- 4 HDB3編譯碼電原理圖（四）實(shí)驗(yàn)電路工作原理在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，電原理圖如圖12-4所示。采用了UA01（SC

11、22103專(zhuān)用芯片）實(shí)現(xiàn)AMIHDB3的編譯碼實(shí)驗(yàn)，在該電路模塊中，沒(méi)有采用復(fù)雜的線(xiàn)圈耦合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)HDB3碼字的調(diào)試，而是采用UA02A(TL084)對(duì)HDB3的輸出進(jìn)行變換。輸入的碼流由UA01的1腳在2腳時(shí)鐘信號(hào)的推動(dòng)下輸入，HDB3與AMI由KA01選擇。編碼之后的結(jié)果在UA01的14、15腳輸出。而后在電路上直接由UA01的11、13腳返回，再由UA03進(jìn)行譯碼。正確譯碼之后TPA01與TPA08的波形應(yīng)一致，但由于HDB3的編譯碼規(guī)則較復(fù)雜，當(dāng)前的輸出HDB3碼字可能與前4個(gè)碼字有關(guān)，因而HDB3的編譯碼時(shí)延較大。 AMI與HDB3的選擇可通過(guò)KA01設(shè)置，當(dāng)KA01設(shè)置在12狀態(tài)時(shí)，UA01完成HDB3編譯碼過(guò)程；當(dāng)KA01設(shè)置在12狀態(tài)時(shí)，UA01完成AMI編譯碼過(guò)程。AMIHDB3的編譯碼工作波形如圖12-5所示。（為了便于說(shuō)明，編碼電路各波形的時(shí)延都已略去）三. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.AMI / HDB3碼型變換編碼觀察實(shí)驗(yàn)。2.AMI / HDB3碼型變換譯碼觀察實(shí)驗(yàn)。圖12-5 AMIHDB3的編譯碼工作波形四. 實(shí)驗(yàn)步驟 （1）按下按鍵開(kāi)關(guān)：K01 、K02、KA00。 （2）跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)設(shè)置：KA01置1-2（AMI）或23（HDB3）、KA02置23、KA03置2-3。五. 測(cè)量點(diǎn)說(shuō)明 TPA01：發(fā)端數(shù)字基