1、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
2、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
3、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、
4、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 6 CMI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“
5、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:G2、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
6、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
7、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
8、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8bi
9、t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:11 00 01 11 01 01 00 01,其波形与实验结果波形一致。5、曼彻斯特码 (1)将4SW02设置为“
10、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:10 10 10 10 01 01 01 01,其波形
11、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:10 10 10 10 00 00 00 00,其波形与实验结果波形一致。六、实验结论与体会
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