实验4AMIHDB3编译码实验.docx
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信息院14电本班
AMI/HDB3编译码实验
一、实验目的
1．熟悉AMI/HDB3码编译码规则；
2．了解AMI/HDB3码编译码实现方法。
二、实验仪器
1．AMI/HDB3编译码模块，位号：
F（实物图片如下）
2．时钟与基带数据发生模块，位号：
G
3．20M双踪示波器1台
4．信号连接线1根
三、实验原理
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）按如下规则进行编码的码：
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出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。
由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。
从AMI码的编码规则看出，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构成的码称为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察误码情况等优点，它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。
但是，AMI码有一个重要缺点，即当它用来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串，因而会造成提取定时信号的困难。
为了保持AMI码的优点而克服其缺点，人们提出了许多改进的方法，HDB3码就是其中有代表性的一种。
HDB3码是三阶高密度码的简称。
HDB3码保留了AMI码所有的优点（如前所述），还可将连“0”码限制在3个以内，克服了AMI码出现长连“0”过多，对提取定时钟不利的缺点。
HDB3码的功率谱基本上与AMI码类似。
由于HDB3码诸多优点，所以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码编码规则如下：
1．二进制序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码，但当出现四个连“0”码时，用取代节000V或B00V代替四个连“0”码。
取代节中的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，当它不能用时，再用B00V。
000V取代节的安排要满足以下两个要求：
（1）各取代节之间的V码要极性交替出现（为了保证传号码极性交替出现，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？
以恢复成原二进制码序列）。
当上述两个要求能同时满足时，用000V代替原二进制码序列中的4个连“0”（用000V+或000V-）；而当上述两个要求不能同时满足时，则改用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码外要满足极性交替出现的原则。
下面我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码码序列:
V+-1000V-+10–1B+00V0–1+1–1000V-B+00V+0–1
从上例可以看出两点：
（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出现的原则，所以叫破坏点；而B码未破坏传号码极性交替出现的原则，叫非破坏点。
虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码却比较简单。
从上述原理看出，每一个破坏符号V总是与前一非0符号同极性（包括B在内）。
这就是说，从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V于是也断定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4个码，再将所有－1变成＋1后便得到原消息代码。
本模块是采用SC22103专用芯片实现AMI／HDB3编译码的。
在该电路中，没有采用复杂的线圈耦合的方法来实现AMI／HDB3码的变换，而是采用TL084对HDB3码输出进行变换。
编码模块中，输入的码流由SC22103的1脚在2脚时钟信号的推动下输入，HDB3码与AMI码功能由20K01选择。
专用芯片的14、15脚为正向编码和负相编码输出，正负编码再通过相加器变换成AMI／HDB3码。
译码模块中，译码电路接收正负电平的AMI／HDB3码，整流后获得同步时钟，并通过处理获得正向编码和负向编码，送往译码电路的SC22103专用芯片的11、13脚。
正确译码之后21TP01与20P01的波形应一致，但由于HDB3码的编译码规则较复杂，当前的输出HDB3码字与前4个码字有关，因而HDB3码的编译码时延较大。
四、各测量点及开关的作用
20K01：
1-2，实现AMI功能；2-3，实现HDB3功能
20P01：
数字基带信码输入铆孔。
可从“时钟与基带数据发生模块”引入不同的数字信号进行编码，如全“1”、全“0”及其它码组等。
拨码器4SW02：
当设置为“01110”时，则4P01输出由4SW01拨码器设置的8比特数据，速率为64K；当设置为“00001”时，则4P01输出15位的伪随机码数据，速率为32K。
20TP01：
AMI或HDB3码编译码的64KHz工作时钟测试点。
20TP02：
AMI或HDB3码编码时的负向波形输出测试点。
20TP03：
AMI或HDB3码编码时的正向波形输出测试点。
20TP04：
AMI或HDB3码编码输出测试点。
20P02:
译码数字基带信码输出铆孔。
注：
20TP02、20TP03、20TP04编码输出信号，都比数字基带信号20P01延时4个编码时钟周期，20TP01作为4连0检测用；20P02译码还原输出的数字基带信号，也比数字编码信号21TP04延时4个译码时钟周期。
五、实验内容及步骤
1．插入有关实验模块：
在关闭系统电源的条件下，将AMI/HDB3编译码模块、时钟与基带数据发生模块，分别插到通信原理底板插座上（位号为：
F、G）。
（具体位置可见底板右上角的“实验模块位置分布表”）。
注意模块插头与底板插座的防呆口一致，模块位号与底板位号的一致。
2．信号线连接：
用专用导线将4P01、20P01连接。
注意连接铆孔箭头指向，将输出铆孔连接输入铆孔。
3．加电：
打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。
若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。
4．AMI码测试：
1）跳线开关20K01选择1-2脚连，即实现AMI功能。
2）拨码器4SW02：
设置为“01110”，拨码器4SW01设置“11111111”。
即给AMI编码系统送入全“1”信号。
观察有关测试点波形，分析实现原理，记录有关波形。
分析：
原信号：
11111111
AMI：
+1-1+1-1+1-1+1-1
AMI码是归零码，所以：
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…AMI码的信号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。
3）拨码器4SW02：
设置为“01110”，拨码器4SW01设置“00000000”。
，即给AMI编码系统送入全“0”信号。
观察有关测试点波形，特别注意20TP04点编码波形，分析原因。
分析：
代码的0仍变换为传输码的0
4）拨码器4SW02：
设置为“00001”，即给AMI编码系统送入复杂信号（32K的15位m序列）。
对照20TP01点时钟读出4P01点的码序列，根据AMI编码规则，画出其编码波形。
再观察有关测试点波形，验证自己的想法。
记录有关波形。
5．HDB3码测试：
1）跳线开关20K01选择2-3脚连，即实现HDB3功能。
2）拨码器4SW02：
设置为“01110”，拨码器4SW01设置“11111111”。
即给HDB3编码系统送入全“1”信号。
观察有关测试点波形，分析实现原理，记录有关波形。
分析：
二进制序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码，但当出现四个连“0”码时，用取代节000V或B00V代替四个连“0”码。
取代节中的V码、B码均代表“1”码，它们可正可负（即V+=＋1，V-=－1，B+=＋1，B-=－1）。
3）拨码器4SW02：
设置为“01110”，拨码器4SW01设置“00000000”。
，即给HDB3编码系统送入全“0”信号。
观察有关测试点波形，特别注意20TP04点编码波形，分析原因。
分析：
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
4）拨码器4SW02：
设置为“00001”，即给HDB3编码系统送入复杂信号（32K的15位m序列）。
对照20TP01点时钟读出4P01点的码序列，根据HDB3编码规则，画出其编码波形。
再观察有关测试点波形，验证自己的想法。
记录有关波形。
6．关机拆线：
实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验模块。
注：
因AMI或HDB3码的编码时钟固定为64KHZ，所以送入的基带数据速率必须是2的n次方，且不能超过64Kb/s。
另外，低于64Kb/s码元将本编码模块识别成64Kb/s的码元。
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