实验二基带信号地常见码型变换实验.docx
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实验二基带信号地常见码型变换实验
信息工程学院
实验报告
课程名称通信原理
实验序号实验2
实验项目基带信号的常见码型变换实验
实验地点综B702
实验学时2实验类型验证性
指导教师刘瑶实验员刘桂英
专业_15电子信息工程___班级2
学号2015864205姓名何小仙
2017年10月27日
成绩：
教师评语
一、实验目的及要求
1．熟悉RZ、BNRZ、BRZ、CMI、曼彻斯特、密勒、PST码型变换原理及工作过程；
2．观察数字基带信号的码型变换测量点波形。
二、实验原理与内容
实验原理：
在实际的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性：
1）相应的基带信号无直流分量，且低频分量少；
2）便于从信号中提取定时信息；
3）信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰；
4）不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；
5）编译码设备要尽可能简单
实验内容：
1、单极性不归零码（NRZ码）
单极性不归零码中，二进制代码“1”用幅度为
的正电平表示，“0”用零电平表示，单极性码中含有直流成分，而且不能直接提取同步信号。
图1单极性不归零码
2、双极性不归零码（BNRZ码）
二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正负电平表示，当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。
图2双极性不归零码
3、单极性归零码（RZ码）
单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码元间隔，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
单极性码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。
图3单极性归零码
4、双极性归零码（BRZ码）
它是双极性码的归零形式，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
图4双极性归零码
5、曼彻斯特码
曼彻斯特码又称为数字双相码，它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。
编码规则之一是：
“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示。
曼彻斯特码只有极性相反的两个电平，因为曼彻斯特码在每个码元中期的中心点都存在电平跳变，所以含有位定时信息，又因为正、负电平各一半，所以无直流分量。
图5曼彻斯特编码
6、CMI码
CMI码是传号反转码的简称，与曼彻斯特码类似，也是一种双极性二电平码，其编码规则：
“1”码交替的用“11“和”“00”两位码表示；
“0”码固定的用“01”两位码表示。
图6CMI码
7、密勒码
米勒（Miller）码又称延迟调制码，它是双向码的在一种变形。
它的编码规则如下：
“1”码用码元间隔中心点出现跃变来表示，即用“10”或“01”表示。
具体在选择“10”或“01”编码时需要考虑前一个码元编码的情况，如果前一个码元是“1”，则选择和这个“1”码相同的编码值；如果前一个码元为“0”，则编码以边界不出现跳变为准则，如果“0”编码为“00”，则紧跟的“1”码编码为“01”，如果“0”编码为“11”，则紧跟的“1”码编码为“10”。
“0”码则根据情情况选择用“00”或“11”表示。
具体在选择“00”或“11”编码时需要考虑前一个码元编码的情况，如果前一个码元为“0”，则选择和这个“0”码不同的编码值；如果前一个码元为“1”，则编码以边界不出现跳变为准则，如果“1”码编码为“01”，则紧跟的“0”码编码应为“11”,如果“1”码编码为“10”，则紧跟的“0”码编码应为“00”。
图7密勒编码
三、实验软硬件环境
1、时钟与基带数据发生模块，位号：
G
2、20M双踪示波器1台
四、实验过程（实验步骤、记录、数据、分析）
1、在关闭系统电源的条件下，“时钟与基带数据产生器模块”插到底板插座上（位号为：
G），具体位置可见底板右上角的“实验模块位置分布表”。
本模块的CPLD中集成了数字基带信号的码型的各种变换功能。
2、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。
3、根据前面介绍，设置不同的基带数据和编码类型，用示波器观测4TP01测量点码型变换后的波形，并与4P01（变换前）的波形进行比较。
4、实验完毕关闭电源，整理好实验器件。
五、测试/调试及实验结果分析
1、RZ（单极性归零码）
（1）将4SW02设置为“10000”，选择RZ（单极性归零码）模式；
（2）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。
RZ（单极性归零码）波形分析：
由实验结果可知，单极性归零码的波形中，电脉冲的宽度小于码元宽度，每个有电脉冲在小于码元长度的内总要回到零电平，所以称为归零码，单极性归零码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。
2、BNRZ（双极性不归零码）
（1）将4SW02设置为“10001”，选择BNRZ（双极性不归零码）模式；
（2）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。
（变换后有一个码元的延时）
BNRZ（双极性不归零码）波形分析：
由实验结果可知，在双极性不归零码的波形中，二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正、负电平表示，由于它是幅度相等的极性相反的双极性波形，故当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。
3、BRZ（双极性归零码）
（1）将4SW02设置为“10010”，选择BRZ（双极性归零码）模式；
（2）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。
（变换后有一个码元的延时）
BRZ（双极性归零码）波形分析：
由实验结果可知，在双极性归零码的波形中，它兼有双极性和不归零性波形的特点，二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正、负电平表示，且每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
4、CMI码
（1）将4SW02设置为“10011”，选择CMI码模式；
（2）记录由4SW01设置的8bit基带数据，根据教材理论写出对应的CMI编码；
（3）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据，并与理论编码进行对比验证。
（变换后有一个码元的延时）
CMI码波形验证：
CMI码是传号反转码的简称，与曼彻斯特码类似，也是一种双极性二电平码，其编码规则：
“1”码交替的用“11“和”“00”两位码表示；“0”码固定的用“01”两位码表示。
当4SW01（8bit码型变换前的基带数据）为11010010，根据CMI编码编码规则，码型变换后的数据为：
1100011101010001，其波形与实验结果波形一致。
5、曼彻斯特码
（1）将4SW02设置为“10100”，选择曼彻斯特码模式；
（2）记录由4SW01设置的8bit基带数据，根据教材理论写出对应的CMI编码；
（3）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据，并与理论编码进行对比验证。
（变换后有一个码元的延时）
曼彻斯特码波形验证：
曼彻斯特码又称为数字双相码，它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。
编码规则之一是：
“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示。
当4SW01（8bit基带数据）的值为11110000，根据曼彻斯特码编码规则，码型变换后的数据为：
1010101001010101，其波形与实验结果波形一致。
6、密勒码
（1）将4SW02设置为“10101”，选择密勒码模式；
（2）记录由4SW01设置的8bit基带数据，根据教材理论写出对应的CMI编码；
（3）用示波器同时观测4P01和4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据，并与理论编码进行对比验证。
（变换后有一个码元的延时）
密勒码波形验证：
密勒码又称延迟调制码，它是双向码的在一种变形。
编码规则是：
“0”码则根据情情况选择用“00”或“11”表示。
“1”码用码元间隔中心点出现跃变来表示，即用“10”或“01”表示。
当4SW01（8bit基带数据）的值为11110000，根据密勒码编码规则，码型变换后的数据为：
1010101000000000，其波形与实验结果波形一致。
六、实验结论与体会
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