實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告作者: 日期:通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告六、七4組員：信工081馬晨星10083406信工08110083407信工08110086082實(shí)驗(yàn)數(shù)字基帶信號(hào)與 AMI/HDB3編譯碼一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諉螛O性碼、雙擊行碼、歸零碼、非歸零碼等基帶信號(hào)波形特點(diǎn)。 掌握AMI、HDB3碼的編碼規(guī)則。掌握從HDB3碼信號(hào)中提取位同步信號(hào)的方法。掌握集中插入幀同步碼同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。1、2、3、4、二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、用開關(guān)K1產(chǎn)生代碼X1110010，K2，K3產(chǎn)生任意信息代碼，觀察 零型且為原碼的表示形式。2、將 K1，K2，K3 置于 011100100000110000100000 態(tài)，觀

2、察對(duì)應(yīng)的HDB3 : 0-11-1001-100-101-11001-1000-10AMI : 01-1100-1000001-100001000003、當(dāng)K4先置左方 AMI端，CH2依次接AMI/HDB3 模擬的DET，NRZ碼的特點(diǎn)為不歸AMI碼和HDB3碼為:BPF, BS R 和 NRZ ,BPF為方波，占空比為 50%，BS R為三角波，NRZ為不歸 0.5的單極性歸零信號(hào)。觀察它們的信號(hào)波形分別為： 零波形。DET是占空比等于三、實(shí)驗(yàn)思考題1、集中插入幀同步碼同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？答：集中插入法是將標(biāo)志碼組開始位置的群同步碼插入于一個(gè)碼組的前面。接收端一旦檢測(cè) 到這個(gè)

3、特定的群同步碼組就馬上知道了這組信息碼元的“頭”。所以這種方法適用于要求快速建立同步的地方，或間斷傳輸信息并且每次傳輸時(shí)間很短的場(chǎng)合。檢測(cè)到此特定碼組時(shí)可以 利用鎖相環(huán)保持一定的時(shí)間的同步。為了長(zhǎng)時(shí)間地保持同步，則需要周期性的將這個(gè)特定的 碼組插入于每組信息碼元之前。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察和紀(jì)錄回答：（1）不歸零碼和歸零碼的特點(diǎn)是什么？（2）與信源代碼中的“ 1 ”碼相對(duì)應(yīng)的 AMI 答：1）不歸零碼特點(diǎn)：脈沖寬度T等于碼元寬度歸零碼特點(diǎn)：TV Ts2）與信源代碼中的“ 1”碼對(duì)應(yīng)的 AMI “ 1 ”碼對(duì)應(yīng)的AMI碼“1 ”碼及HDB3碼是否一定相同？Ts碼中的“1”碼有關(guān)，而且還與信源代碼中的“

4、1 1 0信源代碼碼及HDB3、“-1 ”相間出現(xiàn)，而 HDB3 0”碼有關(guān)。0 0 0碼不一定相同。因信源代碼中的 碼中的舉例：0“ 1”，“-1 ”不但與信源代AMI-1 1 0-1HDB33、設(shè)代碼為全 波形。答：信息代碼11,-1 1 -10 0-10 10111 0010 0000 1100 0010 0000，0給出AMI-10HDB3碼的代碼和AMIHDB3信息代碼AMIHDB3信息代碼AMI-1-1-1-10 0 0-1-10 0 0 0-1 0 0 1 -10 0 0 0-1 0 0 11 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 00 1 -1 1 0 0 -1

5、0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0064、總結(jié)從HDB3碼中提取位同步信號(hào)的原理。 答：里竺整泣I亠窄悄帶通濾波器整形移和10HDB3中不含有離散譜 fS（fS在數(shù)值上等于碼速率）成分。整流后變?yōu)橐粋€(gè)占空比等于0.5的單極性歸零碼，其連0個(gè)數(shù)不超過 3,頻譜中含有較強(qiáng)的離散譜fS成分，故可通過窄帶帶通濾波器得到一個(gè)相位抖動(dòng)較小的正弦信號(hào)，再經(jīng)過整形、移相后即可得到合乎要求的位 同步信號(hào)。5、試根據(jù)占空比為0.5的單極性歸零碼的功率譜密度公式說明為什么信息代碼中的連碼越長(zhǎng)，越難于從 AMI碼中提取位同步信號(hào)，而HDB3碼則不存在此問題。答：T = 0.5 TS時(shí)單極性歸零碼的功率譜密度

6、為：pjr）-2f,pci-miGI門f + r 卩0aF訊）+ 2Q£|PG（Tnf；）詁（f-mfjtTIe !式中Q = h在數(shù)值k等于碼連率.P人“1"碼忸率G（門為T -0,5 Ts的脈沖信號(hào)的S氏變桃sin,rI 把打GG| f）=丄油（£1）0 G（fo）=sa（）=E 2G 2 2G將HDB3碼整流得到的占空比為0.5的單極性歸零碼中連“ 0”個(gè)數(shù)最多為 3,而將 AMI碼整流后得到的占空比為0.5的單極性歸零碼中連 “ 0”個(gè)數(shù)與信息代碼中連 “0”個(gè)數(shù)相同。所以信息代碼中連“ 0”碼越長(zhǎng)，AMI碼對(duì)應(yīng)的單極性歸零碼中“1 ”碼出現(xiàn)概率越小，fS

7、離散譜強(qiáng)度越小，越難于提取位同步信號(hào)。而HDB3碼對(duì)應(yīng)的單極性歸零碼中“ 1 ”碼出現(xiàn)的概率大，fS離散譜強(qiáng)度大，于提取位同步信號(hào)。實(shí)驗(yàn)五數(shù)字鎖相環(huán)與位同步一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握數(shù)字鎖相環(huán)工作原理。2、掌握用數(shù)字環(huán)提取位同步信號(hào)的原理及對(duì)其輸入的信息代碼的要求。3、掌握位同步器的同步建立時(shí)間、同步保留時(shí)間、位同步信號(hào)的相位抖動(dòng)等基本概念。BS OUT信號(hào)上升沿位于 NRZ OUT信號(hào)的碼 BS OUT的相位抖動(dòng)很大，可能超出一個(gè)碼元寬度二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1、數(shù)字環(huán)的鎖定狀態(tài)和失鎖狀態(tài)：鎖定時(shí) 元中間且在很小范圍內(nèi)抖動(dòng)；失鎖時(shí)， 范圍，變得模糊混亂。1”碼或只有一個(gè)“ 0”碼，調(diào)節(jié)CR2在某個(gè)取值

8、時(shí)相 并且有移動(dòng)現(xiàn)象，但并不是特別模糊。2、當(dāng)每幀NRZ OUT信號(hào)只有一個(gè) 位恒定無(wú)抖動(dòng)，在其它值時(shí)，抖動(dòng)厲害，3、當(dāng)調(diào)節(jié)CR2使BSOUT的相位抖動(dòng)最小時(shí)，手動(dòng)按下復(fù)位鍵使鎖相環(huán)路不工作，這時(shí)， 相位情況變化不大，或者幾乎不變，且相位不模糊。再放開復(fù)位鍵使環(huán)路工作，可以觀察到輕微的快速捕捉現(xiàn)象。4、 微調(diào)CR 當(dāng)BS OUT的相位抖動(dòng)明顯增大時(shí)再手動(dòng)按下復(fù)位鍵，這時(shí)相位抖動(dòng)非常明 顯，并有些模糊，相位快速向左或向右移動(dòng)。三、實(shí)驗(yàn)思考題1、數(shù)字環(huán)位同步器輸入 NRZ碼連“1”或連“ 0”個(gè)數(shù)增加時(shí)，提取的位同步信號(hào)相位抖動(dòng) 增大，試解釋此現(xiàn)象。答：輸入NRZ碼連“ 1”或連“ 0”個(gè)數(shù)增加時(shí)

9、，鑒相器輸出脈沖的平均周期增大，數(shù)字環(huán) 路濾波器輸出的控制信號(hào)平均周期增大，即需經(jīng)過更長(zhǎng)的時(shí)間才對(duì)DCO的相位調(diào)整一次。DCO輸出的位同步信號(hào)重復(fù)頻率與環(huán)路輸入的NRZ碼的碼速率之間有一定的誤差，當(dāng)對(duì)DCO不進(jìn)行相位調(diào)整時(shí)，其輸出信號(hào)的上升沿與碼元中心之間的偏差將不斷增大，相位調(diào) 節(jié)時(shí)間間隔越長(zhǎng)這種偏差越大，即位同步信號(hào)相位抖動(dòng)越大。2、 若數(shù)字鎖相環(huán)同步器輸入信號(hào)為RZ碼，試分析連“ 1 ”碼和連“ 0”碼的長(zhǎng)度與位同步信 號(hào)相位抖動(dòng)范圍的關(guān)系。答：當(dāng)為RZ碼，即歸零碼時(shí)，信號(hào)功率譜存在定時(shí)分量，當(dāng)連“1”碼和連“ 0”碼的長(zhǎng)度較短時(shí)，容易提取定時(shí)分量，達(dá)到同步，但當(dāng)連“1”碼和連“ 0”碼

10、的長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，始終是相同的電平，難以分辨出碼元的起止時(shí)刻，相位仍會(huì)發(fā)生抖動(dòng)。3、數(shù)字環(huán)同步器的同步抖動(dòng)范圍隨固有頻差增大而增大，試解釋此現(xiàn)象。答：固有頻差越大，DCO輸出位同步信號(hào)與環(huán)路輸入信號(hào)之間的相位誤差增大得越快，而環(huán)路對(duì)DCO的相位調(diào)節(jié)時(shí)間間隔，平均值是不變的（當(dāng)輸入信號(hào)一定時(shí)），故當(dāng)固有頻差增大時(shí)，位同步信號(hào)的同步抖動(dòng)范圍增大。4、 若將AMI碼或HDB3碼整流后作為數(shù)字環(huán)位同步器的輸入信號(hào)，能否提取出位同步信號(hào)？為什么？對(duì)這兩種碼的信息代碼中的連“1”個(gè)數(shù)有無(wú)限制？對(duì) AMI碼的信息代碼中連 “0”個(gè)數(shù)有無(wú)限制？對(duì) HDB3碼的信息代碼中連“ 0”個(gè)數(shù)有無(wú)限制？為什么？答：能。因?yàn)?/p>

11、將 AMI碼或HDB3碼整流后得到的是一個(gè)單極性歸零碼，其上升沿收使鑒 相器輸出高電平，從而使位同步正常工作。 對(duì)這種碼的信息代碼連 “ 1”個(gè)數(shù)無(wú)限制，因連“1” 代碼對(duì)應(yīng) AMI碼及HDB3碼為寬度等于碼元寬度一半的正脈沖或負(fù)脈沖，整流后全為占 空比為0.5的正脈沖，脈沖上升沿?cái)?shù)等于信息代碼“ 1”碼個(gè)數(shù)。對(duì)AMI碼的信息代碼0 ”個(gè)中連“ 0”個(gè)數(shù)有限制，因 AMI碼連“ 0”個(gè)數(shù)等于信息代碼連“ 0”個(gè)數(shù)，不產(chǎn)生脈沖，也 就沒有上升沿。對(duì) HDB3碼的信息代碼中連“ 0”個(gè)數(shù)無(wú)限制，因?yàn)椴还苄畔⒋a連“ 數(shù)有多大，HDB3碼中連“ 0”個(gè)數(shù)最多為 3。即鑒相器在四個(gè)碼元內(nèi)至少工作一次。

12、實(shí)驗(yàn)六幀同步一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握集中插入式幀同步碼識(shí)別器工作原理。2、掌握同步保護(hù)原理。3、掌握價(jià)同步、漏同步、捕捉態(tài)（失步態(tài)） 、維持態(tài)（同步態(tài)）等概念。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1熟悉幀同步模塊的工作原理，將信源模塊的NRZ-OUT、BS-OUT用信號(hào)連線分別與幀同步模塊的S-IN、BS-IN相連，接通實(shí)驗(yàn)箱電源。2、觀察同步器的維持狀態(tài)（同步態(tài)）將數(shù)字信源模塊的 K1置于x111 0010狀態(tài)。為了避免信息碼中出現(xiàn)和幀同步碼相近的碼元序列、將 K2置為1000 0000狀態(tài)、K3置為全0狀態(tài)。將示波器置于外同步觸發(fā)狀態(tài)，用數(shù)字信源模塊的FS信號(hào)作為示波器的外同步觸發(fā)信號(hào)。示波器CH1接信源模塊的N

13、RZ-OUT、CH2分別接幀同步模塊的 GAL、/24、TH及FS,觀 察并記錄上述信號(hào)波形以及與NRZ-OUT的相位關(guān)系。使信源的幀同步碼（注意是K1的第2位到第8位）中錯(cuò)一位，重新觀察上述信號(hào)，此時(shí)GAL、 /24、TH、FS 應(yīng)不變。使信源的幀同步碼再錯(cuò)一位重做上述觀察。3、觀察同步器的捕捉態(tài)（失步態(tài)）在實(shí)驗(yàn)步驟2中電路已經(jīng)由同步態(tài)變?yōu)椴蹲綉B(tài)， 示波器CH1接信源模塊的NRZ-OUT。用CH2 觀察/24信號(hào)，將電源斷開，然后再接通電源，可看到/24波形的下降沿已不再對(duì)準(zhǔn) NRZ-OUT 的第一個(gè)數(shù)據(jù)位，再用 CH2觀察其他信號(hào)，可以發(fā)現(xiàn) TH為高電平，F(xiàn)S無(wú)輸出。將信源K1從上述實(shí)驗(yàn)的

14、錯(cuò)兩位狀態(tài)還原為僅錯(cuò)一位，觀察/24信號(hào)相位是否變化。再將信源K1還原為七位全正確的幀同步碼（x111 0010），觀察/24信號(hào)的相位如何變化， 并分析此信號(hào)相位變化的原因，從而理解同步器從失步態(tài)轉(zhuǎn)為同步態(tài)的過程。4、觀察識(shí)別器識(shí)別現(xiàn)象及同步保護(hù)器的保護(hù)作用。在實(shí)驗(yàn)步驟3中同步器轉(zhuǎn)為同步態(tài)后，手動(dòng)信源模塊的 K2和K3，使信息碼中出現(xiàn) 1110010 碼元序列（與1110010序列有一位不同也可以），示波器CH1接NRZ-OUT，CH2分別接GAL 和FS,觀察識(shí)別器假識(shí)別現(xiàn)象，理解同步保護(hù)電路的保護(hù)作用。三、實(shí)驗(yàn)思考題1、 本實(shí)驗(yàn)中同步器由同步態(tài)轉(zhuǎn)為捕捉態(tài)時(shí)十24信號(hào)相位為什么不變？答：因

15、判決器無(wú)輸出，與門4無(wú)輸出，故十24 （24分頻）電路無(wú)復(fù)位脈沖，其輸出的十24信 號(hào)相位保持不變。2、同步保護(hù)電路是如何使假識(shí)別信號(hào)不形成假同步信號(hào)的？答：假識(shí)別信號(hào)與或門輸出信號(hào)不同步，與門1輸出中無(wú)假識(shí)別信號(hào)。因而，假識(shí)別信號(hào)不能通過與門 4，所以單穩(wěn)輸出信號(hào)僅與中負(fù)同步碼對(duì)應(yīng)的識(shí)別信號(hào)有關(guān)，而與假識(shí) 別無(wú)關(guān)，這樣假識(shí)別信號(hào)就不能形成假同步信號(hào)。3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)本實(shí)驗(yàn)的幀同步器由捕捉太轉(zhuǎn)為同步態(tài)的過程。答：先在信碼中找到與該時(shí)刻本地幀同步碼型相同的信碼碼位。當(dāng)找到和幀同步碼型一致的 信碼碼位后，再進(jìn)行第二步，即逐幀比較下去，也就是在該時(shí)隙上按本地同步碼的周期進(jìn)行 比較。在比較過程中

16、，一旦發(fā)現(xiàn)在收端本地同步碼的相位與信碼碼型不同時(shí)，則重新移一個(gè) 碼元相位，重新從第一步開始找?guī)酱a位，以上兩步交替進(jìn)行，即可建立真正的同步。實(shí)驗(yàn)7時(shí)分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握時(shí)分復(fù)用數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的基本原理。2、掌握位同步信號(hào)抖動(dòng)、幀同步信號(hào)錯(cuò)位對(duì)數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?、掌握位同步信號(hào)、幀同步信號(hào)在數(shù)字分接中的作用及同步時(shí)分復(fù)用信號(hào)的分接原理。二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析1數(shù)字信源模塊 K1置于X1110010，用示波器CH2觀察幀同步模塊 FS信號(hào)與信源NRZ信 號(hào)保持一致相位。信源模塊與終端模2、當(dāng)位同步模塊、幀同步模塊已經(jīng)正確提取出位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)。塊發(fā)光二極管一一對(duì)應(yīng)。證明兩路8bit數(shù)據(jù)已經(jīng)已正確傳輸。3、用示波器CH1接數(shù)據(jù)終端D1，看到為左邊發(fā)光二極管明亮相對(duì)應(yīng)的波形。4、 用示波器CH2接數(shù)據(jù)終端D2，看到為右邊發(fā)光二極管明亮相對(duì)應(yīng)的波形，證明終端模塊 已將兩路時(shí)分復(fù)用信號(hào)正確分接出來(lái)。5、觀察位同步抖動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽Ｓ檬静ㄆ饔^察數(shù)字終端 D1，調(diào)節(jié)電位器CR2，增大位同步抖動(dòng)范圍。觀察到，當(dāng)抖動(dòng)太 大時(shí)，出現(xiàn)誤碼。6、觀察幀同步對(duì)數(shù)據(jù)傳輸影響。將CR2調(diào)回去抖動(dòng)較小的狀況， 設(shè)置K1，K2和K3，使幀同步碼1110010處于任意位置， 觀察分接的兩路終端數(shù)據(jù)。 發(fā)現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)幀同步碼后， 接下來(lái)的