实验二基带信号的常见码型变换实验.docx
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实验二基带信号的常见码型变换实验
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