实验一 AMI、HDB3码型变换（新）

实验一 AMI/HDB3码型变换实验

一、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, –１记为–V）。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。这一点，当相邻符号之间有奇数个非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。

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。

跳线开关KD01用于输入编码信号选择：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帧信号；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（左端），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（1110010）。

跳线开关KD02用于选择将双极性码或单极性码送到位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2_3位置（右端），输出为单极性码。

跳线开关KD03用于AMI或HDB3方式选择：当KD03设置在HDB3状态时（左端），UD01完成HDB3编译码系统；当KD03设置在AMI状态时（右端），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）

二、实验仪器

1、 JH5001－4通信原理综合实验系统 2、 20MHz双踪示波器 3、 函数信号发生器

一台 一台 一台

三、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；

四、实验内容

实验准备：本次实验主要使用码型变换模块（标AMI、HDB3、CMI码模块）。由于码型变换实验用的时钟信号由复接解复接提供，因此首先用10针排线连接排针插槽该模块JKD01和复接解复接模块的JKB02，以获取时钟信号。请将该模块的KP01、KP02跳线端接右端（2、3位置）。 1. AMI码编码规则验证

（1） 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编码模块内的跳线开关KX01设置在2_3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2_3位置（右端），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。

（3） 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置（左端），

产生15位周期m序列。重复上述测试步骤，记录测试结果。

（4） 将输入数据选择跳线开关KD01置于ALL 0产生全0码（注意，此处按键显示

选择数据无效）。重复上述测试步骤，记录测试结果。

（5） 将输入数据选择跳线开关KD01置于ALL 1，输入数据为全1码。重复上述测试

步骤，记录测试结果。

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编码模块内的

跳线开关KX01设置在2_3位置（右端），CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置（左端），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。问：AMI编码和译码的的数据时延是多少？

（3） 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置（右端），

产生7位周期m序列。重复上译步骤测量，记录测试结果。问：此时AMI编码和译码的的数据时延是多少？

思考：数据延时量测量因考虑到什么因数？

3. HDB3码变换规则验证

（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设置在2_3位置（右端），

产生7位周期m序列。用示波器同时观测输入数据TPD01和HDB3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HDB3编码关系，画下一个M序列周期的测试波形。

（3） 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置（左端），

产生15位周期m序列。重复上述测试步骤，记录测试结果。

（4） 使输入数据端口悬空产生全1码（方法同1），重复上述测试步骤，记录测试结

果。

（5） 使输入数据为全0码（方法同1），重复上述测试步骤，记录测试结果。 4. 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设置在1_2位置（左端），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。问：HDB3编码和译码的的数据时延是多少？

（3） 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置（右端），

产生7位周期m序列。重复上译步骤测量，记录测试结果。问：此时HDB3编码和译码的的数据时延是多少，为什么？

五、实验报告

（1）记录实验波形和数据

（2）分析AMI码和HDB3码为什么会使信号消除直流分量且频带压缩。 （3）AMI码和HDB3码相比各有什么优缺点？我国数字通信采用哪种码型？ （4）为什么HDB3码编码时延比AMI码大，有多大影响？

（5）还有哪些常用传输码型，与AMI码和HDB3码相比有哪些优缺点？

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0un8.html