AMI码型变换10.docx

1、AMI 码型变换码型变换 10 AMI/HDB3 码型变换实验 一实验目的 1了解二进制单极性码变换为 AMI/HDB3 码的编码规则；2熟悉 AMI码与 HDB3 码的基本特征；3熟悉 HDB3 码的编译码器工作原理和实现方法；4根据测量和分析结果，画出电路关键部位的波形；二实验仪器 1JH7001 通信原理综合实验系统 一台 2双踪示波器 一台 3函数信号发生器 一台 三、实验原理 AMI 码的全称是传号交替反转码。这是一种将消息代码 0（空号）和 1（传号）按如下规则进行编码的码：代码的 0 仍变换为传输码的 0，而把代码中的 1 交替地变换为传输码的+1、1、+1、1由于 AMI 码的

2、传号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而 0 电位保持不变的规律。由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。由 AMI 码的编码规则看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，即把一个二进制符号变换成一个三进制符号。把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为 1B/1T 码型。AMI 码除有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观察误码情况等优点，它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。但是，AMI 码有一个重要缺点，即接收端从该信号中来获取定时信息时，由于它可能出现长的连 0 串，因而会造成提取定时

3、信号的困难。为了保持 AMI 码的优点而克服其缺点，人们提出了许多种类的改进 AMI 码，HDB3 码就是其中有代表性的一种。HDB3码的全称是三阶高密度双极性码。它的编码原理是这样的：先把消息代码变换成 AMI码，然后去检查 AMI 码的连 0 串情况，当没有 4个以上连 0 串时，则这时的 AMI码就是 HDB3 码；当出现 4个以上连 0 串时，则将每 4个连 0小段的第 4个 0变换成与其前一非 0符号（1 或1）同极性的符号。显然，这样做可能破坏“极性交替反转”的规律。这个符号就称为破坏符号，用 V 符号表示（即+1 记为+V,记为V）。为使附加 V符号后的序列不破坏“极性交替反转”

4、造成的无直流特性，还必须保证相邻 V符号也应极性交替。这一点，当相邻符号之间有奇数个非符号时，则是能得到保证的；当有偶数个非 0 符号时，则就得不到保证，这时再将该小段的第 1 个 0 变换成+B 或B符号的极性与前一非 0 符号的相反，并让后面的非 0符号从 V 符号开始再交替变化。虽然 HDB3码的编码规则比较复杂，但译码却比较简单。从上述原理看出，每一个破坏符号 V 总是与前一非 0符号同极性（包括 B 在内）。这就是说，从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点 V于是也断定 V 符号及其前面的 3个符号必是连 0符号，从而恢复 4个连 0 码，再将所有1 变成+1 后便得到原消息代码。H

5、DB3 码是占空比为 0.5 的双极性归零码。设信息码为 0000 0110 0001 0000 0，则 NRZ 码、AMI 码，HDB3 码如图所示 HDB3 码是 CCITT 推荐使用的线路编码之一。HDB3 码的特点是明显的，它除了保持 AMI 码的优点外，还增加了使连 0 串减少到至多 3 个的优点，这对于定时信号的恢复是十分有利的。AMI/HDB3 频谱示意图如右上图所示：AMI/HDB3 编译码模块组成框图如上图所示：四、实验步骤 1.AMI 码编码规则验证（1）首先将输入信号选择跳线开关 KD01 设置在 M 位置（右端）、单/双极性码输出选择开关设置 KD02 设置在 2_3

6、位置（右端）、AMI/HDB3 编码开关 KD03 设置在 AMI 位置（右端），使该模块工作在 AMI 码方式。（2）将 CMI编码模块内的 M 序列类型选择跳线开关 KX02 产生 7 位周期 m 序列，用示波器同时观测输入数据 TPD01 和 AMI 输出双极性编码数据 TPD05 波形及单极性编码数据 TPD08 波形，观测时用 TPD01 同步。分析观测输入数据与输出数据关系是否满足 AMI 编码关系，画下一个 M 序列周期的测试波形。TPD01做同步+双极性编码 TPD05；TPD01 做同步+单极性编码 TPD08：（3）将输入数据选择跳线开关 KD01拨除，将示波器探头从 TP

7、D01测试点移去，使输入数据端口悬空产生全 1码。重复上述测试步骤，记录测试结果。TPD01做同步+双极性编码 TPD05；TPD01 做同步+单极性编码 TPD08（4）将输入数据选择跳线开 KD01 拨除，将示波器探头接入 TPD01 测试点上，使输入数据端口不悬空产生全 0码。重复上述测试步骤，记录测试结果。（全 0码）（5）将输入数据选择跳线开关 KD01拨除，将示波器探头从 TPD01 测 试点移去，使 输入数据端口悬空产生全 1码。重复上述测试步骤，记录测试结果。（全 1码）2.AMI 码译码和时延测量（1）将输入数据选择跳线开关 KD01 设置在 M 位置（右端）；将 CMI 编

8、码模块内的 M 序列 类型选择跳线开关 KX02 产生 15 位周期 m 序列；将锁相环模块 内输入信号选择跳线开关 KP02 设置在 HDB3 位置（左端）。（2）用示波器同时观测输入数据 TPD01 和 AMI 译码 输出数据 TPD07 波形，观测时用 TPD01 同步。观测 AMI 译码输出数据是否满正确，画下测试波形。（3）将 CMI编码模块内的 M 序列类型选择跳线开关 KX02 产生 7 位周期 m 序列。重复上译步骤测量，记录测试结果。3.AMI 编码信号中同步时钟分量定性观测（1）将输入数据选择跳线开关 KD01 设置在 M 位置（右端），将 CMI 编码模块内的 M 序列类

9、型选择跳线开关 KX02 产生 15 位周期 m 序列；将锁相环模块内输入信号选择跳线开关 KP02 设置在 HDB3 位置（左端）。（2）将极性码输出选择跳线开关 KD02 设置在 2_3 位置（右端）产生单极性码输出，用示波器测量模拟锁相环模块 TPP01 波形；然后将跳线开关 KD02 设置在 1_2 位置（左端）产生双极性码输出，观测 TPP01 波形变化。单极性码时的输出：双极性码输出：通过测量结果回答：AMI编码信号转换为双极性码或单极性码后，那一种码型时钟分量更丰富，为什么？（答：单极性码能量丰富）接收机应将接收到的信号转换成何种码型才有利于收端位定时电路对接收时钟进行提取。（3

10、）将 CMI编码模块内的 M 序列类型选择跳线开关 KX02 产生全“1”码，重复上述测试步骤，记录分析测试结果。单极性码时的输出：双极性码时的输出：（4）将 CMI编码模块内的 M 序 列类型选择跳线开关 KX02 产生全“0”码，重复上述测试步骤，记录分析测试结果。单极性码时的输出：双极性码时的输出：4.AMI 译码位定时恢复测量（1）将输入数据选择跳线开关 KD01 设置在 M 位置（右端），将 CMI 编码模块内的 M 序列类型选择跳线开关 KX02 设置在 15 位序列状态位置，将锁相环模块内输入信号选择跳线开关 KP02 设置在 HDB3 位置（左端）（2）先将跳线开关 KD02

11、设置在 2_3 位置（右端）单极性码输出，用示波器测量同时观测发送时钟测试点 TPD02 和接收时钟测试点 TPD06 波形，测量时用 TPD02同步。此时两收发时钟应同步。然后，再将跳线开关 KD02 设置在 1_2 位置（左端）单极性码输出，观测 TPD02 和 TPD06 波形。记录和分析测量结果。单极性码时的输出：双极性码时的输出：（3）将跳线开关 KD02 设置回 2_3 位置（右端）单极性码输出，将 CMI 编码模块内的 M 序列类型选择跳线开关 KX02 设置为全 1码或全 0 码。重复上述测试步骤，记录分析 测试结果。单极性码时的输出：双极性码时的输出：5.HDB3 码变换规则

12、验证（1）首先将输入信号选择跳线开关 KD01 设置在 M 位置（右端）、单/双极性码输出选择开关设置 KD02 设置在 2_3 位置（右端）、AMI/HDB3 编码开关 KD03 设置在 HDB3 位置（左端），使该模块 工作在 HDB3 码方式（2）将 CMI编码模块内的 M 序列类型选择跳线开关 KX02 设置产生 15 位周期m 序列。用示波器同时观测输入数据 TPD01 和 AMI 输出双极性编码数据 TPD05 波形及单极性编码数据 TPD08 波形，观测时用 TPD01 同步。分析观测输入数据与输出数据关系是否满足 AMI 编码关系，画下一个 M 序列周期的测试波形。TPD01做

13、同步+双极性编码 TPD05；TPD01 做同步+单极性编码 TPD08.（3）将 CMI编码模块内的 M 序列类型选择跳线开关 KX02 设置产生 7 位周期m 序列。重复上述测试步骤，记录测试结果 TPD01做同步+双极性编码 TPD05；TPD01 做同步+单极性编码 TPD08.（4）将 CMI编码模块内的 M 序 列类型选择跳线开关 KX02 产生全“1”码，重复上述测试步骤，记录分析测试结果。TPD01做同步+双极性编码 TPD05；TPD01 做同步+单极性编码 TPD08 （5）将 CMI编码模块内的 M 序 列类型选择跳线开关 KX02 产 生全“0”码，重复上述测试 步骤，

14、记录分析测试结果。（全 0码）6.HDB3 码译码和时延测量（1）将输入数据选择跳线开关 KD01 设置在 M 位置（右端）；将 CMI 编码模块内的 M 序列类型选择跳线开关 KX02 设置产生 15 位周期 m 序列；将锁相环模块内输入信号选择跳线开关 KP02 设置在 HDB3 位置（左端）（2）用示波器同时观测输入数据 TPD01 和 HDB3 译码输出数据 TPD07 波形，观测时用 TPD01 同步。分析观测 HDB3 编码输入数据与 HDB3 译码输出数据关系是否满足 HDB3 编译码系统要求，画下测试波形。（3）将 CMI编码模块内的 M 序列类型选择跳线开关 KX02 设置产

15、生 7 位周期m 序列。重复上译步骤测量，记录测试结果。7.HDB3 编码信号中同步时钟分量定性观测 （1）将输入数据选择跳线开关 KD01 设置在 M 位置（右端），将 CMI 编码模块内的 M 序列类型选择跳线开关 KX02 设置产生 15 位周期 m 序列；将锁相环模块内输入信号选择跳线开关 KP02 设置在 HDB3 位置（左端）。（2）将极性码输出选择跳线开关 KD02 设置在 2_3 位置（右端）产生单极性码输出，用示波器测量模拟锁相环模块 TPP01 波形；然后将跳线开关 KD02 设置在 1_2 位置（左端）产生双极性码输出，观测 TPP01 波形变化根据测量结果思考：HDB3

16、 编码信号转换为双极性码和单极性码中那一种码型时钟分量丰富（单极性）单极性 双极性 （3）使输入数据为全“1”码，重复上述测试步骤，记录测试结果。单极性 双极性 （4）使输入数据为全“0”码，重复上述测试步骤，记录测试结果 单极性 双极性 8.HDB3 译码位定时恢复测量（1）将输入数据选择跳线开关 KD01 设置在 M 位置（右端），将 CMI 编码模块内的 M 序列类型选择跳线开关 KX02 设置在 15 位序列状态位置，将锁相环模块内输入信号选择跳线开关 KP02 设置在 HDB3 位置（左端）（2）先将跳线开关 KD02 设置在 2_3 位置（右端）单极性码输出，用示波器测量同时观测发

17、送时钟测试点 TPD02 和接收时钟测试点 TPD06 波形，测量时用 TPD02同步。此时两收发时钟应同步。然后，再将跳线开关 KD02 设置在 1_2 位置（左端）双极性码输出，观测 TPD02 和 TPD06 波形。记录和分析测量结果。单极性 双极性 （3）将跳线开关 KD02 设置回 2_3 位置（右端）单极性码输出，再使输入数据为全 1 码或全 0 码。重复上述测试步骤，记录分析测试结果。总结 HDB3码的信号特征。答：HDB3码的全称是 3阶高密度双极性码，它是 AMI码的 一种改进型，其目的是为了保持 AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过 3个，主要是通过一定的规则在相应的位置填入破 坏脉冲和填充脉冲，其编码规则比较复杂，但是译码却比较简单。HDB3码保持了 AMI 码的优点外，同时还将连“0”码限制 在 3个以内，故有利于位定时的提取。HDB3 码是应用最为广泛的码 型，A律 PCM 四次群以下的接口码型均为 HDB3 码。