实验指导书 第3节 HDB3编译码实验.docx

1、实验指导书 第3节 HDB3编译码实验HDB3编、译码实验一、 实验目的：1 加深对HDB3编、译码的工作原理的理解。2 验证HDB3编译码是否符合理论结果。二、 实验内容：1 观察HDB3编码器中的四连零检测、补V、加B补奇、单双极性变换以及 HDB3码的波形，并验证是否符合编码规则。2 观察HDB3译码器中的双单极性变换、码检测及扣扣后的译码波形以及时钟提取电路输出的位同步信号波形。3 手动加入误码时，观察解码输入和检错显示。三、实验仪器：1、两路3A直流稳压电源 一台2、双踪示波器 一台3、数字信源模块 一块4、HDB3编译码模块 一块5、连接线 若干HDB3编码器电路原理框图HDB3

2、参考电路图四、实验原理：本实验使用数字信源模块和编译码模块。（关于信源模块，在前面的实验一中业已介绍，在此略述。）本实验用数字信源模块输出的波形输入HDB3编译码模块的编码模块，得出编码后的波形。将编码后得出的波形再由通过的译码模块，将其译出原数字信源模块输出的波形。1编码11 编码规则（1） 首先检查信息码元中连0串情况。当出现个或个以上连串时，则以“码型取代节”“000V”或者“B00V”去代替“0000”。当相邻V脉冲间1码的个数为奇数时，则用“000V”取代，当相邻V脉冲间1码的个数为偶数时，则用“B00V”取代。（2） 符号1与符号B都用、符号交替表示，这时，我们可以看到：加B符号的

3、作用就是使相邻符号之间有奇数个非符号（即、符号），保证了相邻的V码的极性交替变化，而且其它码（1码、B码）的极性也是交替变化的，这样就消除了直流成分；否则当有偶数个非符号时，则不能保证没有直流成分。而且取代码在整个码流中不符合极性交替原则，可以容易的进行识别。例如： 代码： 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 加取代节后：1 0 0 0 V 1 0 0 0 V 1 0 0 0 V 1 1 B 0 0 V 1 HDB3码： + 0 0 0 + - 0 0 0 - + 0 0 0 + - + - 0 0 0 - 1 12 编码的特点（1） 相邻的

4、V码的极性交替变化，而且其它码（1码、B码）的极性也是交替变化的，这样就消除了直流成分。低频分量也较少，可以通过线路中的变压器等器件。（2） 出现4个或4个以上连0串时，则以“码型取代节”“000V”或者“B00V”去代替“0000”。这样，码流中就不会出现四连0以上的现象，便于定时再生电路从码流中恢复定时。AMI码则可能出现长连0，时钟恢复就比较困难。（3） 实验中采用了占空比50的的HDB3码，这种码型的频谱在时钟频率点有离散的谱线，可以采用直接滤波法滤出时钟分量，经过放大，滤波，整形就可以恢复出时钟信号，经过锁相环路处理，可以得到更稳定的时钟信号；而占空比100的HDB3码在时钟频率点无

5、离散的谱线，需要经过非线性处理才能提取时钟分量。图1 100占空比HDB3与50HDB3 波形13编码器电路（1） 四连检测电路及补电路 主要由（四触发器），、（与非门）、（非门）组成。当串行码经进行四位移位后，实现串并变换。若出现四个连时，输出为“”，使连串的第个变为“”，完成补功能； 若无四连时，输出与原码相同，即不补。经四连检测及补电路的码流，经中的触发器，送给后续电路。图2 四连检测电路及补电路（2）加补奇电路该电路主要由、及组成。补后的码流送入由组成的计数器。是相当于由与非门组成的开关，当无补脉冲时，不对码流产生影响。当有补脉冲时，若的计数个数为偶数时，（与非门）因补脉冲与计数器输出

6、脉冲的共同作用，使输出状 态发生翻转，关闭，使之输出为“”，即在原码中的四连中的第个“”处，使“” 变为“”。若计数个数为奇数时，因补脉冲与计数脉冲的共同作用， 使之不发生翻转而打开了，不影响原码流状态。以上过程可归纳为：两码之间为奇数个“”时，不加。两码之间为偶数个“” 时，加。图3 加补奇电路及码极性形成电路（3）码极性形成电路 该功能电路由（触发器）与（与非门）组成。其功能是使加入的脉冲的极性与连码前最接近的“”码的极性相同。（4）双极性码形成电路由、组成。其中为由触发器组成的计数器，并有正、反相输出，且与信码及时钟共同送入与门和，变成两路和单极性信号，去控制的双四选一模拟开关，使单极性

7、码变为双极性的码。图4 双极性码形成电路及误码插入电路2、HDB3译码器2.1译码原理：根据编码规则，破坏点脉冲与前一个脉冲同极性。因而可从所接收的信码中找到码。然后，根据加取代节的原则码和前面的三位代码必然为取代码，在译码时，须全部复原为四连。只要找到码，不管码前是二个“码”还是三个：“码”，一律把整个取代节清零，完成了扣扣功能，进而得到原二元信码序列。（1）双单极性变换电路由正整流、负整流、及整形电路组成。正整流电路从码中取出正极性码（）；负整流电路从码中取出负极性码（）；整形电路使整流后的脉冲变得规整并为电平。（2）码检测电路由检测电路（、）和码检测电路（、）以及相加器（、）组成。码检测

8、电路从码流中取出码（）；码检测电路从码流中取出码（）相加器把和码相加后得到码（）（3）扣扣电路该功能电路由的四触发器组成的移存器完成。相加器、把码与码合成码。码流送入扣扣电路。在时钟信号的作用下进行移位。码信号送入2（称存器）的清零端。当出现码脉冲时，脉冲使四位移存器清零，亦即把移存器中前已进入的三位代码以及脉冲本身全部变为码，达到扣扣的目的。（4）误码检测电路和误码计数电路该电路只能对编码规则错误进行检测。电路由误码检测（5E、13A、18B）和误码检测（5F、13B、8C）和相加器（18D、6AC）组成。据编码规则，码流中，相邻两码必须极性交替。误码检测电路检测码流中的两相邻码间是否对应有

9、一个码（在码流中），若无码，则表示破坏了码极性交替规则。同样道理，误码检测电路检测码流中是否存在码极性错误情况。从两路信号（和）中检测的错误码相加后，送入误码计数器并加以显示。（误码计数器电路由和组成）（5）时钟（位同步）信号提取电路电路由19、20、21、U32、U36、U3等组成，其中含有二阶有源带通滤波器和锁相电路（U36）和延时电路(U3)。该电路提取的时钟信号的频率为k，并送入2（移存器）中。图5 HDB3译码电路五、基本实验参考实验步骤：1. 熟悉编、译模块的工作原理。2. 调整直流电源输出分别为、，接线和前两次实验的电源接线相同。3. 正确接通电源后，将数字信源模块和HDB3编译

10、码模块用数据线将它们连接好后，将四路码置为：11000011 00001000 01110000 10000000，用示波器观察编码器波形，观察HDB3编译码模块上的补V(T10)、加B(T22)、+B(T5)、-B(T7)和HDB3(T4)波形，码元输入(T1)的波形。目的：验证HDB3的编码 是否符合理论结果。4. 接一根单线，将P1（码出）接P8（码入），将四路码置为：11000011 00001000 01110000 10000000，用示波器观察译码器波形，用单线将P1(HDB3码出)接入P8(HDB3码入)。信源的四路码维持不变，观察P20(+B)、T6(-B)、T12(+V)、

11、T14(-V)、T13(B)、T11(V)以及T17(时钟输出)、P5(译码输出)的波形。目的：验证HDB3的译码是否符合理论结果。5插入误码时观察误码显示情况。误码插入键KEY1。六、 实验报告要求：1简述HDB3编译码规则及其编码的特点？2简述本实验的电路原理？3正确接通电源后，将数字信源模块和HDB3编译码模块连接好后， 将四路码置为：11000011 00001000 01110000 10000000(1) 用示波器观察编码器波形，观察HDB3编译码模块上的补V(T10)、加B(T22)、+B(T5)、-B(T7)和HDB3(T4)波形，码元输入(T1)的波形。观察结果分析：(2) 用示波器观察译码器波形，用单线将P1(HDB3码出)接入P8(HDB3码入)。信源的四路码维持不变，观察P20(+B)、T6(-B)、T12(+V)、T14(-V)、T13(B)、T11(V)以及T17(时钟输出)、P5(译码输出)的波形。观察结果分析：插入误码时观察误码显示情况：