通信原理实验指导书.docx

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通信原理实验指导书

实验1CMI码型变换实验

一、实验目的

1、了解CMI码的编码规则。

2、观察输入全0码或全1码时各编码输出码型，了解是否含有直流分量。

3、观察CMI码经过码型反变换后的译码输出波形及译码输出后的时间延迟。

4、熟练掌握CMI与输入信号的关系。

二、实验器材

1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块

2、双踪示波器一台

3、连接线若干

三、实验原理

1、实验原理框图

CMI/BPH编译码实验原理框图

2、实验框图说明

CMI编码规则是遇到0编码01，遇到1则交替编码11和00。

由于1bit编码后变成2bit，输出时用时钟的1输出高bit，用时钟的0输出低bit，也就是选择器的功能。

CMI译码首先也是需要找到分组的信号，才能正确译码。

CMI码只要出现下降沿了，就表示分组的开始，找到分组信号后，对信号分组译码就可以得到译码的数据了。

四、实验步骤

概述：

本项目通过改变输入数字信号的码型，分别观测编码输入输出波形与译码输出波形，测量CMI编译码延时，验证CMI编译码原理并验证CMI码是否存在直流分量。

1、关电，按表格所示进行连线。

源端口

目的端口

连线说明

信号源：

PN

模块8：

TH3（编码输入-数据）

基带传输信号输入

信号源：

CLK

模块8：

TH4（编码输入-时钟）

提供编码位时钟

模块8：

TH6（编码输出）

模块13：

TH7（数字锁相环输入）

数字锁相环法位同步提取输入

模块13：

TH5（BS2）

模块8：

TH9（译码时钟输入）

提供译码位时钟

模块8：

TH6（编码输出）

模块8：

TH10（译码输入）

将数据送入译码模块

2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【CMI码】→【无误码】。

13号模块的开关S3置为0011，即提取512K同步时钟。

3、此时系统初始状态为：

PN为256K。

4、实验操作及波形观测。

（1）观测编码输入的数据和编码输出的数据：

用示波器分别观测和记录TH38#和TH68#的波形，验证CMI编码规则。

（2）观测编码输入的数据和译码输出的数据：

用示波器分别观测和记录TH38#和TH138#的波形，测量CMI码的时延。

（3）断开电源，更改连线及设置。

源端口

目的端口

连线说明

模块2：

DoutMUX

模块8：

TH3（编码输入-数据）

码基带传输信号输入

模块2：

BSOUT

模块8：

TH4（编码输入-时钟）

提供编码位时钟

模块8：

TH6（编码输出）

模块13：

TH7（数字锁相环输入）

数字锁相环法位同步提取

模块13：

TH5（BS2）

模块8：

TH9（译码时钟输入）

提供译码位时钟

模块8：

TH6（编码输出）

模块8：

TH10（译码输入）

将数据送入译码模块

开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【CMI码】→【无误码】。

将模块13的开关S3置为0011即提取512K同步时钟。

将模块2的开关置为00000000000000000000000000000011，用示波器分别观测编码输入的数据和编码输出的数据，调节示波器，将信号耦合状况置为交流，观察记录波形。

保持连线，拨码开关由0到1逐位拨起，直到模块2的拨动开关置为00111111111111111111111111111111，观察比较波形0和1示波器波形的变化情况。

思考：

CMI码是否存在直流分量？

（4）验证CMI的误码检测功能：

设置主控&信号源模块，在CMI实验中插入误码，用示波器对比观测误码插入与误码检测。

思考：

CMI码是否可以纠错？

五、实验报告

1、分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。

2、根据实验测试记录，画出各测量点的波形图，并分析实验现象。

3、对实验中两种编码的直流分量观测结果如何？

联系数字基带传输系统知识分析若含有编码中直流分量将会对通信系统造成什么影响？

4、说明延时测量的方法。

实验2BPH码型变换实验

一、实验目的

1、BPH码的编码规则。

2、观察输入全0码或全1码时各编码输出码型，了解是否含有直流分量。

3、观察BPH码经过码型反变换后的译码输出波形及译码输出后的时间延迟。

4、测试BPH码的检错功能。

5、BPH码的译码同步观测。

二、实验器材

1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块

2、双踪示波器一台

3、连接线若干

三、实验原理

1、实验原理框图

CMI/BPH编译码实验原理框图

2、实验框图说明

BPH编码编码规则不同，是0编码为01，1编码为10，BPH译码首先也是需要找到分组的信号，才能正确译码。

BPH译码只要找到连0或连1，就表示分组的开始。

找到分组信号后，对信号分组译码就可以得到译码的数据了。

实验概述：

本项目通过改变输入数字信号的码型，分别观测编码输入输出波形与译码输出波形，对比CMI编码，分析两种编码规则的异同，验证BPH编译码原理并验证BPH码是否存在直流分量。

1、关电，连线和开关S3的设置与实验项目1CMI码型变换实验相同。

2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【BPH码】→【无误码】。

3、此时系统初始状态为：

PN为256K。

4、类似实验项目1CMI码型变换的操作步骤，进行BPH码编码规则观测和BPH码直流分量观测。

五、实验报告

1、分析实验电路的工作原理，叙述其工作过程。

2、根据实验测试记录，画出各测量点的波形图，并分析实验现象。

3、对实验中两种编码的直流分量观测结果如何？

联系数字基带传输系统知识分析若含有编码中直流分量将会对通信系统造成什么影响？

4、比较两种编码的优劣。

5、写出完成本次实验后的心得体会以及对本次实验的改进建议。

实验3HDB3码型变换实验

一、实验目的

1、了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。

2、掌握HDB3码的编译规则。

3、了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。

二、实验器材

1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块

2、双踪示波器一台

3、连接线若干

三、实验原理

1、HDB3编译码实验原理框图

HDB3编译码实验原理框图

2、实验框图说明

我们知道AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。

而HDB3编码由于需要插入破坏位B，因此，在编码时需要缓存3bit的数据。

当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。

当4个连0时最后一个0变为传号A，其极性与前一个A的极性相反。

若该传号与前一个1的极性不同，则还要将这4个连0的第一个0变为B，B的极性与A相同。

实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到HDB3编码波形。

同样AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。

而HDB3译码只需找到传号A，将传号和传号前3个数都清0即可。

传号A的识别方法是：

该符号的极性与前一极性相同，该符号即为传号。

实验框图中译码过程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处理，得到原始码元。

四、实验步骤

项目一HDB3编译码（256KHz归零码实验）

概述：

本项目通过选择不同的数字信源，分别观测编码输入及时钟，译码输出及时钟，观察编译码延时以及验证HDB3编译码规则。

1、关电，按表格所示进行连线。

源端口

目的端口

连线说明

信号源：

PN

模块8：

TH3（编码输入-数据）

基带信号输入

信号源：

CLK

模块8：

TH4（编码输入-时钟）

提供编码位时钟

模块8：

TH1（HDB3输出）

模块8：

TH7（HDB3输入）

将数据送入译码模块

模块8：

TH5（单极性码）

模块13：

TH7（数字锁相环输入）

数字锁相环位同步提取

模块13：

TH5（BS2）

模块8：

TH9（译码时钟输入）

提供译码位时钟

2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【HDB3编译码】→【归零码实验】。

将模块13的开关S3分频设置拨为0011，即提取512K同步时钟。

3、此时系统初始状态为：

编码输入信号为256K的PN序列。

4、实验操作及波形观测。

（1）用示波器分别观测编码输入的数据TH3和编码输出的数据TH1（HDB3输出），观察记录波形，有数字示波器的可以观测编码输出信号频谱，验证HDB3编码规则。

注：

观察时注意码元的对应位置。

（2）保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP2（HDB3-A1），观察基带码元的奇数位的变换波形。

（3）保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP3（HDB3-B1），观察基带码元的偶数位的变换波形。

（4）用示波器分别观测模块8的TP2（HDB3-A1）和TP3（HDB3-B1），可从频域角度观察信号所含256KHz频谱分量情况；或用示波器减法功能观察HDB3-A1与HDB3-B1相减后的波形情况,，并与HDB3编码输出波形相比较。

（5）用示波器对比观测编码输入的数据和译码输出的数据，观察记录HDB3译码波形与输入信号波形。

思考：

译码过后的信号波形与输入信号波形相比延时多少？

（6）用示波器分别观测TP4（HDB3-A2）和TP8（HDB3-B2），从时域或频域角度了解HDB3码经电平变换后的波形情况。

（7）用示波器分别观测模块8的TH7（HDB3输入）和TH5（单极性码），从频域角度观测双极性码和单极性码的256KHz频谱分量情况。

（8）用示波器分别观测编码输入的时钟和译码输出的时钟，观察比较恢复出的位时钟波形与原始位时钟信号的波形。

思考：

此处输入信号采用的单极性码，可较好的恢复出位时钟信号，如果输入信号采用的是双极性码，是否能观察到恢复的位时钟信号，为什么？

实验项目二HDB3码对连0信号的编码、直流分量以及时钟信号提取观测

概述：

本项目通过设置和改变输入信号的码型，观测HDB3归零码编码输出信号中对长连0码信号的编码、含有的直流分量变化以及时钟信号提取情况，进一步了解HDB3码特性。

1、关电，按表格所示进行连线。

源端口

目的端口

连线说明

模块2：

DoutMUX

模块8：

TH3（编码输入-数据）

基带信号输入

模块2：

BSOUT

模块8：

TH4（编码输入-时钟）

提供编码位时钟

模块8：

TH1（HDB3输出）

模块8：

TH7（HDB3输入）

将数据送入译码模块

模块8：

TH5（单极性码）

模块13：

TH7（数字锁相环输入）

数字锁相环位同步提取

模块13：

TH5（BS2）

模块8：

TH9（译码时钟输入）

提供译码位时钟

2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【HDB3编译码】→【归零码实验】。

将模块13的开关S3分频设置拨为0011，即提取512K同步时钟。

将模块2的开关S1、S2、S3、S4全部置为11110000，使DoutMUX输出码型中含有连4个0的码型状态。

（或自行设置其他码值也可。

）

3、此时系统初始状态为：

编码输入信号为256KHz的32位拨码信号。

4、实验操作及波形观测。

（1）观察含有长连0信号的HDB3编码波形。

用示波器观测模块8的TH3（编码输入-数据）和TH1（HDB3输出），观察信号中出现长连0时的波形变化情况。

注：

观察时注意码元的对应位置。

思考：

HDB3编码与AMI编码波形有什么差别？

（2）观察HDB3编码信号中是否含有直流分量。

将模块2的开关S1、S2、S3、S4拨为00000000000000000000000000000011，用示波器分别观测编码输入数据和编码输出数据，编码输入时钟和译码输出时钟，调节示波器，将信