AMIHDB3码型变换实验.docx

1、AMIHDB3码型变换实验AMIHDB3码型变换实验实验三AMI/HDB3码型变换实验一、实验目的和要求1、 了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3码的编码规则。2、 熟悉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、 测量电路关键部件的波形。二、实验仪器1、 ZH5001通信原理综合实验系统一台2、 DS0-X-2012AA数字示波器一台三、实验原理与说明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仍然变换为传输码的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码的传号

2、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，它已经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成了一个三进制符号。把一个二进制符号变 成了一个三进制符号所构成的编码称为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码有个重要缺点即接收端从 该信号中获取定时信息时，由于它可能岀现长的连0串因而会造成提取定时信 号的困难。为了保

3、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时，则将每四个连0小 段的第四个0变换成与其前一非0符号同极性的符号。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 ) o为使附加V符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特 性，还必须保证相邻V符号也应极性交替。当相邻符号之间有奇数

4、个非0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 个破坏符号V总是与前非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。HDB3码是CCITT推荐使用的线路编码之一。HDB3码的特点是明显，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

5、，这对于定时 信号的恢复是十分有利的。AMI/HDB3频谱示意图参见下图3. 1。在通信原理综合试验箱中，采用了 CD22103专用芯片(UD01)实现AMI/HDB3 的编译码实验，在该电路模块中，没用采用复杂的线圈耦合的方法来实现HDB3 码字的转换，而是采用运算放大器(UD02)完成对AMI/HDB3输出进行电平变换。 变换输出为双极性码或单极性码。由于AMI/HDB3为归零码，含有丰富的时钟分 量，因此输出数据直接送到位同步提取锁相环(PLL)提取接收时钟。接收时钟的锁相环（PLL）提取电路框图见实验二锁相环一节。输入的码流进入UD01的1脚（TPD01）,在2脚（TPD02）时钟信号

6、的推动下 输入UD01的编码单元，HDB3与AMI由跳线开关KD03选择，编码之后的结果在 UD01的14 （TPD03）、15 （TPD04）脚输出。输出信号的电路上直接返回到UD01 的11、13脚，由UD01内部译码单元进行译码。通常译码之后TPD07与TPD01 的波形应一致，但由于当前的输出HDB3码字可能与前4个码字有关，因而HDB3 的编译码时延较大。运算放大器UD02A构成一个差分放大器，用来将线路输出 的HDB3码变换为双极性码输出（TPD05）。运算放大器UD02B构成一个相加器， 用来将线路输出的HDB3码变换为单极性码输出（TPD08）。跳线开关KD01用于输入编码信号

7、选择：当KD01设置在Dt位置时（左端）， 输入编码信号来自复接模块的TDM桢信号；当KD01设置在M位置时（右端）， 输入编码信号来自本地的m序列，用于编码信号观测，本地的m序列格式受CMI 编码模块跳线开关KX02控制：KX02设置在1_2位置（右端），为15位周期m序 列（111100010011010）； KX02设置在2_3位置（右端），为7位周期m序列 （HlOOlO）o跳线开关KD02用于选择将双极性码或单极性码送到未同步提取锁相环提取 收时钟：当KD02设置在1_2位置（左端），输出为双极性码；当KD02设置在2_3 位置（右端），输出为单极性码。跳线开关KD03用于AMI或H

8、DB3方式选择:当KD03设置在HDB3状态时,UD01 完成HDB3编译码系统；当KD03设置在AMI状态时，UD01完成AMI编译码系统。该模块内各测试点的安排如下。1、 TPD01：编码输入数据（256Kbps）2、 TPD02： 256KHz 编码输入时钟（256KHz）3、 TPD03： HDB3 输出+4、 TPD04： HDB3 输出-5、 TPD05： HDB3输出（双极性码）6、 TPD06：译码输入时钟（256KHz）7、 TPD07：译码输出数据（256Kbps）8、 TPD08： HDB3输出（单极性码）四、实验内容1、 AMI码编码规则验证。2、 AMI码译码和时延测

9、量。3、 AMI编码信号中同步时钟分量定性观测。4、 AMI译码位定时恢复测量。5、 HDB3码编码规则验证。6、 HDB3码译码和时延测量。7、 HDB3编码信号中同步时钟分量定性观测。8、 HDB3译码位定时恢复测量。五、实验结果1、实验数据及测试波形妙W53I 如 皿心 281X2015 I 5 W 2 4 50W4B6K IOCO；r 止 J 2 -4 Wt?7 4(UO(U irA!CS&X31M M531OK8 Th R 28162S102016 5如 2 4$0V/46 QK 1000：/ 上TYETOSXWT Y2 -12 7M0W(. 毗 卜 n o 林 |AMI码方式，产生

10、7位周期AMI码方式，产生7位周期m序列m序列同步信号与双极性编码数同步信号与单极性编码数据波形(0x 2H 洪 M 心 201621262016AQ KMpl EW丽 卩l：12戲1X2 11 誠沁 |2 -12 0W Dffr4?乳DSOX 31M MS31ttK8 Th 2B16275B2O16 5OW/ 3 460”35 2D： WOO：/AMI码方式，产生15位周AMI码方式，产生15位周期m序列期m序列同步信号与双极性编码数同步信号与单极性编码数据波形据波形4册lOOCSaiaX 21M glffra HuVM 16323X 2JW MS31OCK0 Th 転 281&324320

11、I6 5 OW/ 2 4S0V/35 加； 1000：/ (jsf 4 ? -4?3Vn o q71(2 75C0WY2 -12 75COWAMI码方式，产生全1码AMI码方式,产生全0同步信号与双极性编码数同步信号与双极性编码数据波形据波形aX功丛隔1如 my 6給56 2015A ?!w Q 林XT TWOTOCw IXZ 4t OQDCGgVI -12 7f(Wf 论-12 ”020710血比厂innjn1I1? 後 JLI 1JJ LjrnTnnr&33flO)OXui29跖中 AVI )-n njw-JuL1j Lu w11L .DSX 2JW MS31OCK0 Th281fi421

12、22016 5 OW/ 2 4S0V/S3 20； 1000：? 上 4 ? -461V O 林aXI XOdlEOis丫口 27SWY- -12 75C0WAMI彳 编译;丰生15位M月数据延时33. 8US妙X 2O12A MIS1QK0 M 心触旳72OW1 3W 2 53曲 20 OK/ Wil $ 2 61V200KV?Cdi咄hVV庐1艸.W7W唧/1rWWftX-5(W 101:;c V,IFTAMI彳 单极 模拟:冯j 性 锁码 相生15位M序列，环波形1、 AMI编征 因为双极性2、 接收机圧 位定时电路苓号转换 :的时钟; 手接收到 接受时/为单極 相互抵 的信号 钟进行A

13、M：译彳马产生7位M序列，编 数据延时33. 8us妙20做 MT5316O95B 血転 28 I&U503B61 16“ 2 S300S 200)：/ f9tf 2 4 61V200R1/1t fwy |hhf, MfiMmhllxJ,呻*wi；v啪07出vtl卫1AM： 极,5马产生15位M后 7濒相环波形咧，双殳性:消潴:码 了。时，时钟分41 Mi量更丰有利于、富。收端:提取。尸7OX 2DI2A M 矽画6 ThirS I64&S2O15I 1J2V/ 2S3 OK 5C0K/S3 OS5如4 MV20曲比AAlApA I 1A i丨I?:A11/12IzuInL JN 1y i!V

14、T；frtvlIfVHrV/C6&X 2J12A MS31OS8 Th 站 28 恰的 092016240 館 2i8SSft 6W心 12 00Ksft-A / AAAA fAAIIA AIA frnt f L II 1nh ilIT1rt+-rt;I1 11 uAL11i j1 iU-ii |I j L 1L1 fI.VV f Vv VV i1 fVVif V丿uV VVV啊柿0aAMI码产生全1码单极性AMI码产生全1双极性具有长连0码格式的数据在AMI编译码在传输数据时无法同步。从上两图可以看出时钟同步相位有偏差，但频率上同步。0(kI DO)；.OX 2DI2A Ml 矽碑 Thcr

15、3l?0N72016 I 1W/ 2 500*172VOS&X2DIM 心 SH&ffiQ DuS 2817C2O22016 1W 2 50CV/OOt 1000：/HDB3码，产生15位周期mHDB3码，产生15位周期m序列序列同步信号与双极性编码数同步信号与单极性编码数据波形波形0X 20IM 临Du 如 KWI20167 2KOXDSM2O12A M63l(0Se TkCr 261707192015XI -19)D)DCUY1 门归6 r27 289C0VHDB3码，产生15位M序列 时，编译码延时33. 8usHDB3码，产生7位M序列时, 编译码延时33. 8us(BOX Th. B

16、 28 O (B 毋 20162 3 W 0(k 加 CO訂 息 f I 63V20曲比JitJ 艸忡卿irw化及BS&X2312K MS31OS8 Th 3817C93B20162 lOOvras 2000；/ 上 i 1 163*/HDB3码，产生15位M序列, 单极性码模拟锁相环波形HDB3码，产生15位M序列, 双极性码模拟锁相环波形HDB3码编码信号转换为双极性码时的时钟分量丰富。HDB3码定时恢复时单极性频率同步，而双极性不同步,因此要将双极性码转换为单极性进行定时提取。20l2KW53tase ThifrM17 iat62G16HDB3码定时恢复,单极性码2、分析AMI码和HDB3码收时钟提取电路受输入数据影响的关系。对于AMI码提取定时分量时不易，其输入数据只能对其产生更多误码的可 能。而对于HDB3码，在ANI的基础上改进了连0个数多的问题，为其增加了可 提取定时分量。六、实验体会通过本次实验，我了解到了二进制单极性码变换为AMI/HDB3码的编码规则, 并且熟悉了 HDB3码的基本特征、编译码器工作原理和实现方法。更重要的是对 于不同输入的测量电路关键部件的波形有了更多的了解。