DPSK调制解调实验AMIHDB3编码译码进程实验.docx

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DPSK调制解调实验AMIHDB3编码译码进程实验

DPSK调制解调实验AMI/HDB3码编译码进程实验

一、实验目的

1.把握二相DPSK调制工作原理及电路连接；

2.把握绝对码与相对码互换及变改换。

二、实验电路与相对码变换及反变换

（图一DPSK调制解调方框原理图）

PSK解调方案原理图

实验电路连接上，本电路工作原理与PSK相同，不同的地方是调制信号是经绝对码、相对码变换后加入。

解调恢恢复先好那么在PSK信号解调后，再加相对、绝对码变换，其电路工作原理与PSK实验相同。

DPSK调制是采纳码型变换加绝对调相来实现，即把数据信息源作为绝对序列{an},通过码型变换器变成相对码序列{bn},然后再对相对码序列{bn}，进行改调制的输出确实是DPSK已调信号

（图二DPSK编码波形）

（图二相对码编码电路）

（图三工作波形）

三、实验内容

　　示波器通道1观看绝对码，示波器通道2观看相对码。

绝对码选择32kHzPN码，并将示波器同步，观看两波形并逐位对照，分析是不是符合码型变换关系。

　　二、PSK信号调制解调实验

　　将示波器通道1接TPF04，通道2接TPF12调剂两信号使之同步，方式同实验十一。

　　3、相对码/绝对码转换实验

　　将示波器通道1接TPF12，通道2接TPH07，观看两波形是不是符合相对码/绝对码的变换关系。

　　4、DPSK调制解调实验

将示波器通道1接至TP113，通道2接TPH07，观看两波形是不是同步，码型是不是一致，反复按动相位校正按键，两波形相位、码型应一致，不该显现反相工作的情形，实验中应注意观看按动相位校正键时TPF12波形就发生转变。

四、实验注意事项

当用相对码/绝对码转换电路时，由于该电路时钟是由位同步电路提取的，因此要把位同步提取电路调整正常才能进行转换，这是同窗们专门要注意的。

通过实验更深刻的明白得了二相DPSK解调的工作原理和绝对码与相对码变换（反变换），由波器观看其波形并对其分析验证工作原理。

由实践学习到了不同码型之间的转换关系，深刻熟悉到了解调反相对解调信号的阻碍，波形分析如下：

DPSK调制解调实验AMI/HDB3码编译码进程实验

一、实验目的

2.观看AMI/HDB3码码型变换编译电路的测量点波形

二、实验工作原理

（一）HDB3电路的工作原理

AMI码的全称是传号交替反转码。

这是一种将消息代码0（空号）和1（传号）按如下规那么进行编码的码：

代码的0仍变换为传输码的0，而把代码中的1交替地变换为传输码的＋1、－1、＋1、－1…

由于AMI码的信号交替反转，故由它决定的基带信号将显现正负脉冲交替，而0电位维持不变的规律。

由此看出，这种基带信号无直流成份，且只有很小的低频成份，因此它专门适宜在不许诺这些成份通过的信道中传输。

从AMI码的编码规那么看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，而且也是一个二进制符号变换成一个三进制符号。

把一个二进制符号变换成一个三进制符号所组成的码称为1B／1T码型。

AMI码除有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观看误码情形等优势，它是一种大体的线路码，并取得普遍采纳。

可是，AMI码有一个重要缺点，即当它用来获取按时信息时，由于它可能显现长的连0串，因此会造成提取按时信号的困难。

为了维持AMI码的优势而克服其缺点，人们提出了许多种类的改良AMI码，HDB3码确实是其中有代表性的码。

HDB3码是三阶高密度码的简称。

HDB3码保留了AMI码所有的优势（如前所述），还可将连码限制在3个之内，克服了AMI码若是长连“0”过量对提取按时钟不利的缺点。

HDB3码的功率谱大体上与AMI码类似。

由于HDB3码诸多优势，因此CCITT建议把HDB3码作为PCM传输系统的线路码型。

如何由二进制码转换成HDB3码呢？

HDB3码编码规那么如下：

1．二进制序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码，但当显现四个连“0”码时，用取代节000V或B00V代替。

取代节中V码、B码均代表“1”码，它们可正可负（即V+=＋1，V-=－1，B+=＋1，B-=－1）。

2．取代节的安排顺序是：

先用000V，当它不能历时，再用B00V，000V取代节的安排要知足以下两个要求：

（1）各取代节之间的V码要极性交替显现（为了保证传号码极性交替显现，不引

入直流成份）。

（2）V码要与前一个传号码的极性相同（为了在接收端能识别出哪个是原始传号

码，哪个是V码和B码，以恢复成原二进制码序列）。

当上述两个要求能同时知足时，用000V代替原二进制码序列中的4个“0”（用000V+或000V-）；而当上述两个要求不能同时知足时，那么改用B00V（B+00V+或B-00V-，实质上是将取代节000V中第一个“0”码改成B码）。

3．HDB3码序列中的传号码（包括“1”码、V码和B码）除V码外要知足极性交替显现的原那么。

下面咱们举个例子来具体说明一下，如何将二进制码转换成HDB3码。

二进制码序列:

10000101000001110000000001

HDB3码序列:

V+-1000V-+10–1B+00V0–1+1–1000V-B+00V+0–1

从上例能够看出两点：

（1）当两个取代节之间原始传号码的个数为奇数时，后边取代节用000V；当两个取代节之间原始传号码的个数为偶数时，后边取代节用B00V

（2）V码破坏了传号码极性交替显现的原那么，因此叫破坏点；而B码未破坏传号码极性交替显现的原那么，叫非破坏点。

尽管HDB3码的编码规那么比较复杂，但译码却比较简单。

从上述原理看出，每一个破坏符号V老是与前一非0符号同极性（包括B在内）。

这确实是说，从收到的符号序列中能够容易地找到破坏点V于是也判定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4个连0码，再将所有－1变成＋1后便取得原消息代码。

（图14-1NRZ－HDB3编码工作波形）

（二）电路的工作进程

译码是编码的逆进程。

其波形如图14-2所示。

但CP2应比译码输入（AIN、BIN）稍有延时。

环路测试由LTE操纵，假设LTE＝H，那么OUT1、OUT2内部短接到对应的AIN、BIN，现在NRZ0应为NRZi，但延后8个时钟周期左右。

CP3为AIN、BIN相加波形，供收端提取时钟用。

（三）实验电路工作原理

在实验系统中，电原理图如图14-3所示。

采纳了UA01（SC22103专用芯片）实现AMI／HDB3的编译码实验，在该电路模块中，没有采纳复杂的线圈耦合的方式来实现HDB3码字的调试，而是采纳UA02A（TL084）对HDB3的输出进行变换。

（图14-2HDB3译码工作波形）

（图14-3HDB3编译码原理框图）

（图14-4各测点输出波形）

三、实验内容

/HDB3码型变换编码观看实验

/HDB3码型变换译码观看实验

四、实验步骤与结果

（1）按下按键开关：

KA00

（2）按一下“开始”与“综合”功能键，显示代码“6”。

（3）跳线开关设置：

KA01置1–2、KA02置1–2、KA03置1-2

五、测量点说明

：

发端数字基带信码输入，码型为：

0

：

发端64KHzHDB3编码的工作时钟输入。

：

AMI编码时的OUT1输出波形。

：

AMI编码时的OUT2输出波形。

：

HDB3编码输出波形。

:

正常工作时为低电平。

:

收端64KHzHDB3译码的工作时钟输入。

：

收端译码数字基带信码输出，波形同TPA01，码型为：

0，但

波形有延时。

六、实验心得

通过本次实验，了解了AMI/HDB3码编译码的工作原理，加深了自己的动手能力，提高了自己对硬件的设计能力提高自己，有助于自己对码的熟悉，也意识码与码之间的区别，对HDB3码有了深刻的熟悉。

一、实验目的和要求

1、把握2FSK调制和解调的大体原理和电路组成。

2、了解解调电路中滤波器的工作原理和参数设置方式。

二、实验原理与电路框图

（一）调制部份

用二进制数字信号去调制载波的频率。

２FSK能够看做是两个不同频率的ASK已调信号的叠加。

时域表达式：

式中g（t）为宽度为Ts。

高度为1的门函数，an是二进制数字，并有：

电路原理框图如图

（1）所示：

（二）解调部份

2FSK信号可看成是两个载频不同的ASK信号，有相干和非相干两种解调方式。

那个地址采纳相干解调方式，如下图。

其中的LP是低通滤波器。

图

（2）2FSK解调电路原理

三、实验软件平台

SytemView设计及仿真动态系统分析平台。

四、实验内容与步骤

（一）构造2FSK系统仿真结构图

1.打开SystemVieW软件，显现主界面。

2.参照图1-1用鼠标从左侧“图符库”中调出需要的各图符。

3.参照图1-2连接各个图符，并概念各图符的参数，取得图1-3所示的结构图。

4.运行工具条上的“RUNSYSTEM”或直接在键盘上按下F5键，取得运行结果。

图（3）系统结构仿真

（二）选择各图符参数和系统按时参数

1．各要紧图符的参数

（1）Token0Parameters:

Token0Parameters:

Source:

PNSeq

Amp=1v

Offset=0v

Rate=50Hz

Levels=2

Phase=0deg

MaxRate=20e+3Hz

（2）Token3or11Parameters:

Source:

Sinusoid

Amp=1v

Freq=500Hz

Phase=0deg

Output0=Sinet7

Output1=Cosine

MaxRate（Port0）=20e+3Hz

（3）Token4or15Parameters:

Source:

Sinusoid

Amp=1v

Freq=1e+3Hz

Phase=0deg

Output0=Sine

Output1=Cosine

（4）Token5or6Parameters:

Function:

HalfRctfy

ZeroPoint=0v

（5）Token16or17Parameters:

Operator:

LinearSys

ButterworthLowpassIIR

7Poles

Fc=225Hz

QuantBits=None

InitCndtn=Transient

DSPModeDisabled

2.系统按时参数的选择

系统按时要紧参数选择如表2－1所示。

表2－1系统按时的要紧参数选择

系统定时参数

单位

数值

采样速率（SampleRate）

Hz

20e+3

采样点数（Sample）

512

采样间隔（TimeSpacing）

Sec.

50e-6

（三）运行系统仿真

依照以上仿真图的参数设定好后，鼠标点击工具条上的“RunSystem”或用键盘上的“F5”功能键，系统自动刻画出各个“观看窗”中的图形，如图1-4所示。

（四）观看分析AM波的频谱图

利用仿真图中的分析窗口观看2FSK波的频谱图，只需点击主画面上排工具条中最右面的分析窗图符（AnalysisWindow）即可自动完成，运行的结果取得的频谱图如图1-5所示的频谱图。

图1-5

对图1-5的频谱图进行观看和分析：

由于在SystemView中数字信号通过调制和相干解调，然后进行系统仿真，记录的频谱图，以上的频谱图只有其f大于等于0时的频谱图。

Sink0为原信号的频谱图，sink8为调制信号的频谱图，它是sink0的频谱在f1和f2处的线性搬移，sink17是解调后的信号的频谱，相较之下，有必然的失真。

五、实验结果与分析

——分析缺省值对结果的阻碍

依如实验要求，咱们把缺省值概念为3，分析其对实验结果的阻碍，取得的波形图和频谱图如下所示:

由图2-6和图2-7能够看出：

当缺省值为3时，波形显现了明显失真。

——改变载波频率，观看频谱。

观看以上所的频谱图，和和以上的原频谱图比较得频谱的改变阻碍带宽，带宽f2和f1之差的绝对值有关。

六、本次仿真实验用到的图符

本仿真实验用到的图符情形如表2－2所示。

表2－2本仿真实验用到的图符一览表

图符名称

图符

图符在图库中所处路径

备注

Sinusoid

MainLibraries\Sources

正弦信号源

Adder

MainLibraries\Adder

加法器

Multiplier

MainLibraries\Multiplier

乘法器

SystemVieW（Plot）

MainLibraries\Sinks\Graphic

系统观察

（图形显示）

Gain

MainLibraries\Operators

增益

七、讨论与心得（选填）

（依照本次实验的实际进程，简要总结自己的心得、体会、要求

通过本次实验进程中，了解了systemView软件，对它有了必然的运用了解通过做实验，深刻明白得了此实验中频率、缺省值对实验结果的阻碍，更好是明白得了低通滤波器的各个参数的设置方式和对低通滤波器的性能的阻碍，大体把握了2FSK调制和解调的原理，对2FSK的大体运用。

一、实验目的和要求

1.加深对脉冲编码调制（PCM）系统大体原理的明白得；

2.了解抽样频率对PCM系统输出信号的阻碍；

3.了解语音紧缩、语音扩张的作用及A律和μ律的不同。

4.明白得时分多路复用（TDM）在通信进程中的应用。

二、实验原理与电路框图

脉冲调制编码确实是把一个时刻持续、取值持续的模拟信号变换成时刻离散、取值离散的数字信号后在信道中传输。

这种把模拟信号变成数字信号的进程也称为模/数变换（A/D），在实现通信系统中应用极为普遍。

由于这种通信方式把模拟信号变换成数字信号传输。

因此

其抗干扰能力大大增强，在现实通信系统中应用极为普遍。

（一）实验原理

PCM原理确实是对模拟信号抽样、量化、编码的进程。

所谓抽样，确实是在抽样脉冲来到的时刻提取模拟信号在该时刻的瞬时值。

一系列如此的瞬时值按时刻顺序排列起来，形成了“样值序列”。

这种样值序列也被称为脉冲幅度调制（PAM）信号。

抽样把时刻上持续的信号变成了时刻上离散的信号。

抽样速度的下限是下限是由抽样定理确信的。

所谓量化，确实是把通过抽样取得的样值序列的幅度离散化。

那个地址用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。

一个模拟信号通过抽样量化后，取得一量化的脉冲幅度调制信号，它的幅度仅为有限个指定的数量。

PCM的编码，确实是用一组二进制码组来表示每一个量化值，实际中的量化常常是在编码进程中同时完成的。

在同意端把数字信号再变回模拟信号的进程称为书数/模变换（D/A）.

A/D转换的普遍应用例子是数字中的具有非均匀量化特性的PCM传输方式。

对话音信号的数字化进程采纳非均匀量化的目的是为了使大、小信号的呈对数特性，我国采纳的特性曲线有A律和μ律两种，二者都呈对数特性，我国采纳的是A律紧缩方式。

PCM系统的原理框图如上图所示。

先有冲击脉冲对模拟信号抽样，取得在抽样时刻上的信号抽样值。

那个抽样值假设仍是模拟量。

在它量化前，通经常使用维持电路将其作短暂保留，以便电路有时刻对其进行量化。

图中的量化器把模拟抽样信号编程离散的数字量，然后在编码器中进行二进制编码。

如此，每一个二进制码组就代表一个量化后的信号抽样值。

译码部份的原理和编码进程相反，那个地址再也不赘述。

关于模拟抽样信号的量化，有两种量化方式，均匀量化和非均匀量化。

均匀量化的量化噪声是确信的，当信号小时，信号量噪比也小，因此均匀量化对小信号很不利。

为解决均匀量化时小信号量化误差大、音质差的问题，在实际中采纳不均匀选取量化距离的非均匀量化方式，即量化特性在小信号时分层密、量化距离小，而在大信号时分层疏、量化距离大。

本实验即才用该量化方式。

在实际中普遍利用的是两种对数形式的紧缩特性：

A律和μ律。

它们的紧缩特性如以下图所示：

A律：

μ律：

本实验采纳A紧缩律

（二）实验电路

为了研究System的应用，以两路PCM的多路复用传输为模板。

其电路方框图如下。

为了便于分析各个功能电路的作用，图中将PCM的抽样、量化、编码等功能电路分开画出。

三、实验软件平台

SytemView设计及仿真动态系统分析平台。

四、实验内容与步骤

（一）构造PCM系统仿真结构图

构造仿真模型的一样方式是在设计窗口中找到对应的电路模块（也称为图符），直接双击或用鼠标拖拽到设计工作区，再用连接器相互连接即形成需要的电路仿真电路图。

由错误！

未找到引用源。

如图2-2。

在仿真电路中加入了多个波形观看窗口，便于观看和分析波形数据。

电路框图中的抽样及编码采纳软件自带的ADC模块实现；量化部份采纳A律紧缩非均匀量化方式；多路归并和复用用并/串转换模块仿真；电路框图中的分聚散与解复用那个地址用串/并转换模块仿真。

模拟信号源部份采纳高斯噪声源加低通限带滤波器模块组成;信号还原部份是上述各部份的逆进程，包括DAC解码器、解紧缩，滤波等。

所有的模块在设计窗口中会自动被编号，并标注在模块的左上角以便于区分。

整个系统仿真电路能够分为三大部份：

模拟信号数字化转换部份、时分多路复用部份、数字信号的模拟转换部份。

1、模拟信号数字化转换部份

该部份由信号源、抽样、紧缩量化、模／数转换等部份组成。

其中仿真系统中信号源一、2对应于电路框图中的信号源一、2，信号源选用高斯白噪声信号源与低通滤波器的组合，要紧考虑到与实际语音信号相似，低通滤波器一、8的截止频率别离取为1000Hz和2000Hz，取得两个频率不同的随机仿真语音信号；模/数转换器ADC中包括了抽样与编码,其输出直接为8bit并行数字信号输出。

2、时分多路复用与解复用部份

时分多路复用器将两路语音信号通过模/数转换后取得的16并行输出数字信号通过时分复用变成一路串行输出信号进入信道传输，再通过时分多路复用器转换回16数字信号。

3、数字信号的模拟转换部份

该部份由数/模转换、解紧缩、抽样与维持、增益、低通滤波器等部份组成。

其中数/模转换模块对应电路组成框图中的解码部份，它与编码相对应，把8数字信号转换成模拟信号。

解紧缩部份与输入端紧缩器都选用A律紧缩特性，在此对紧缩器的非均匀量化起到反作用。

低通滤波器模块对应于电路框图中的低通部份、信号还原部份；此处的低通滤波器也起到还原抽样的成效，并去除基带信号取得了最初的模拟信号。

在仿真系统输入输出端口的从头采样器是为了将模拟信号转换为数字信号以便作仿真处置。

因为整个系统是工作在数字状态，所有的信号处置进程实质上都是在数字状态下进行的。

另外仿真系统中的滤波器及时分复用器会产生延时，因此在输入信号源处加入了延时器，使得输入输出波形时刻上对齐以便于进行比较与观看。

（二）选择各图符参数和系统按时参数

各图符的参数选择直接阻碍到产生的波形。

为了取得清楚的图象以便观看调制成效，通过适被选择的各图符参数和系统按时参数如下。

1．各要紧图符的参数

（1）Token0Parameters:

Source:

GaussNoise

StdDev=1v

Mean=0v

（2）Token1andToken23Parameters:

Operator:

LinearSys

ButterworthLowpassIIR

5Poles

Fc=1e+3Hz

QuantBits=None

InitCndtn=Transient

DSPModeDisabled

Token8and29Parameters:

Operator:

LinearSys

ButterworthLowpassIIR

5Poles

Fc=2e+3Hz

QuantBits=None

InitCndtn=Transient

DSPModeDisabled

（3）Token2andToken9and5and12Parameters:

Operator:

ReSample

Rate=8e+3Hz

（4）Token3Token10Parameters:

Comm:

Compander

A-Law

MaxInput=±1

（5）Token41Parameters:

Operator:

Delay

Non-Interpolating

Delay=570e-6sec

Output0=Delayt30

Output1=Delay-dT

Token42Parameters:

Operator:

Delay

Non-Interpolating

Delay=500e-6sec

Output0=Delayt31

Output1=Delay-dT

（6）Token6Parameters:

Logic:

ADC

Two'sComplement

GateDelay=0sec

Threshold=500e-3v

TrueOutput=1v

FalseOutput=0v

No.Bits=8

MinInput=v

MaxInput=v

RiseTime=0sec

Analog=t3Output0

Clock=t5Output0

Output0=Q-0t14t35

Output1=Q-1t14

Output2=Q-2t14

Output3=Q-3t14

Output4=Q-4t14

Output5=Q-5t14

Output6=Q-6t14

Output7=Q-7t14

Output8=Q-8

Output9=Q-9

Output10=Q-10

Output11=Q-11

Output12=Q-12

Output13=Q-13

Output14=Q-14

Output15=Q-15

Token13Parameters:

Logic:

ADC

Two'sComplement

GateDelay=0sec

Threshold=500e-3v

TrueOutput=1v

FalseOutput=0v

No.Bit