pcm实验报告 - 图文

数字基带信号实验

一、实验目的

1、 了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 2、 掌握AMI、HDB3码的编码规则。

3、 掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。 4、 掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 5、 了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。 二、实验仪器 1、 示波器 2、 万用表 3、 通信原理实验箱

一台 一台 一台

三、实验电路及基本原理

（一）电路组成

HDB3/AMI编译码模块原理图如图14-2所示。 HDB3/AMI编译码模块面板图如图14-3所示。 （二）实验电路工作原理

1、 HDB3专用集成芯片介绍：

CD22103的引脚及内部框图台图14-1所示，引脚功能如下：

图14-1 CD22103的引脚及内部框图

图14-2 HDB3/AMI编/解码原理图

图14-3 HDB3/AMI面板图

（1）NRZ-IN 编码器NRZ信号输入端； （2）CTX 编码时钟（位同步信号）输（3）HDB3/AMI 码型选择端；接TTL高电平时，HDB3

码；接TTL低电平时，选择AMI码；

（4）NRZ-OUT HDB3译码后信码输出端； （5）CRX 译码时钟（位同步信号）输（6）RAIS 告警指示信号（AIS）检测

入端； 选择

入端； 电路

复位端， 负脉冲有效；

（7）AIS AIS信号输出端，有AIS信号为高电平，无ALS信号时为低电平； （8）VSS 接地端；

（9）ERR 不符合HDB3/AMI编码规则的误码脉冲输出端； （10）CKR HDB3码的汇总输出端； （11）+HDB3-IN HDB3译码器正码输入端；

（12）LTF HDB3译码内部环回控制端，接高电平为环回，接低电平为正常； （13）-HDB3-IN HDB3译码器负码输入端； （14）-HDB3-OUT HDB3译码器负码输出端； （15）+HDB3-OUT HDB3译码器正码输入端； （16）VDD 接电源端（+5V）

CD22103主要由发送编码和接收译码两部分组成，工作速率为50Kb/s-10Mb/s。两部分功能简述如下。 发送部分：

当HDB3/AMI端接高电平时，编码电路在编码时钟CTX下降沿的作用下，将NRZ码编成HDB3码（+HDB3-OUT、-HDB3-OUT两路输出）；接低电平时，编成AMI码。编码输出比输入码延迟4个时钟周期。 接收部分： （1）、在译码时钟CRX的上升沿作用下，将HDB3码（或AMI码）译成NRZ码。译码输

出比输入码延迟4个时钟周期。

（2）、HDB3码经逻辑组合后从CRX端输出，供时钟提取等外部电路使用。 （3）、可在不断业务的情况下进行误码监测，检测出的误码脉冲从ERR端输出，其脉宽

等于收时钟的一个周期，可用此进行误码计数。 （4）、可检测出所接收的AIS码，检测周期由外部RAIS决定。据CCITT规定，在RAIS

信号的一个周期（500s）内，若接收信号中“0”码个数少于3，则AIS端输出高电平，使系统告警电路输出相应的告警信号；若接收信号中“0”码个数不少于3，AIS端输出低电平，表示接收信号正常。 （5）、具有环回功能。

2、 HDB3编译码基本工作原理

原理框图、电原理图分别如图14-5和图14-1所示。本模块内部使用+5V和-5V电压，其中-5V电压由-12V电源经三端稳压器7905变换得到。

本单元的编译码框图如下所示：

整流器 NRZ-IN BS-IN (AMI)HDB3编译码器 NRZ (AMI) 锁相环 限幅放大 带通 (AMI-D) HDB3-D +H-OUT -H-OUT 单-双 变换 HDB3 (AMI) 双-单 变换 +H -H 相加器

图14-4 HDB3编译码方框图

图14-1中各单元元器件的对应关系如下：

·HDB3编译码器 D1：HDB3编译码集成电路CD22103A ·单/双极性变换器 D2：模拟开关4052 ·双/单极性变换器 D7：非门74HC04 ·相加器 D8：或门74LS32 ·带通 D3、D4：运放UA741 ·限幅放大器 D5：运放LM318

·锁相环 D6：集成锁相环CD4046 本模块上的开关XB1用于选择码型，XB1位于下边（AMI端）选择AMI码，位于上边（HDB3端）选择HDB3码。

3、 AMI、HDB3码编码规律。

AMI码的全称：传号交替反转码。

AMI码的编码规律是：信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1，1的符号交替反转；信息代码0的为0码。AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码，即脉冲宽度τ与码元宽度（码元周期、码元间隔）TS的关系是τ=0.5TS。

由于AMI码的信号交替反转，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。从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，而且也是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。但是当它用来获取定时信息时，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。

HDB3码的全称：三阶高密度码。

HDB3码保留了AMI码所有的优点（如前所述），还可将连码限制在3个以内，克服了AMI码如果长连“0”过多对提取定时钟不利的缺点。

HDB3码的编码规律是：4个连续0信息码用取代节000V或B00V代替，当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节为000V，有偶数个信息1码（包括0个信息1码）时取代节为B00V，其它的信息0码仍为0码；信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1；HDB3码中1、B的符号符合交替反转原则，而V的符号破坏这种符号交替反转原则，但相邻V码的符号又是交替反转的；HDB3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14-6所示

信息编码 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 NRZ波形

AMI代码 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 AMI波形

HDB3代码 B 0 0 V 0 -1 1 -B 0 0 -V 1 0 0 0 V HDB3波形

图14-5 HDB3编码示意图

本单元用CD22103集成电路进行AMI或HDB3编译码。当它的第3脚（HDB3 /AMI）接+5V时为HDB3编译码器，接地时为AMI编译码器。

编码时，需输入NRZ码及位同步信号，它们来自数字信源单元，已在电路板上连好。CD22103编码输出两路并行信号+HDB3OUT和-HOUT，它们都是半占空比的正脉冲信号，分别与AMI或HDB3码的正极性信号及负极性信号相对应。这两路信号经单/双性变换后得到AMI码或HDB3。

双/单极性变换及相加器构成一个整流器。整流后的（AMI）HDB3-D信号含有位同步信号频率离散谱。由于位同步频率比较低，很难将有源带通滤波器的带宽做得很窄，它输出的信号是一个幅度和周期都不恒定的正弦信号（T09）。对此信号进行限幅放大处理后得到幅度恒定、周期变化的脉冲信号，但仍不能将此信号作为译码器的位同步信号，再经过锁相环（关于锁相环的基本原理已在实验七中介绍）输出一个符合译码器要求的位同步信号（T10）。

译码时，需将AMI或HDB3码变换成两路单极性信号分别送到CD22103的第11、第13脚，此任务由双/单变换电路来完成。

当信息代码连0个数太多时，从AMI码中较难于提取稳定的位同步信号，而HDB3中连0个数最多为3，这对提取高质量的位同信号是有利的。这也是HDB3码优于AMI码之处。HDB3码及经过随机化处理的AMI码常被用在PCM一、二、三次群的接口设备中。

在实用的HDB3编译码电路中，发端的单/双极性变换器一般由变压器完成；收端的双/单极性变换电路一般由变压器、自动门限控制和整流电路完成，本实验目的是掌握HDB3编码规则，及位同步提取方法，故对极性变换电路作了简化处理，不一定符合实用要求。 HDB3、AMI编码规则实验

（1）用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。连接T11（M序列）或T22（1000序列）

到T01-IN。

（2）测量T08，比较用HDB3和AMI编码的区别。观察相应的波形并将它记录下来。通过开

关XB1选择编码方式。

本实验中若4位信源代码中只有1个“1”码，则无法从AMI码中得到一个符合要求的位同步信号，因此不能完成正确的译码。若4位信源代码全为“0”码，则更不可能从AMI信号（亦是全0信号）得到正确的位同步信号。信源代码连0个数越多，越难于从AMI码中提取位同步信号（或者说要求带通滤波器的Q值越高，因而越难于实现）。而HDB3码则不存在这种问题。

四．实验结果

M序列下的实验结果

HDB3下的t01和t08 HDB3下的t08和t04

HDB3下的t08和t03 HDB3下的t08和t06

HDB3下的t08和t05 HDB3下的t08和t07

HDB3下的t09和t10 AMI下的t08和t01

AMI下的t08和t04 AMI下的t08和t03

AMI下的t08和t06 AMI下的t08和t05

AMI下的t08和t07 AMI下的t09和t10

AMI序列下t01和t02 HDB3序列下t01和t02 1000序列下的实验结果

HDB3下的t01和t02 AMI下的t01和t02

1000序列下t01和t08 1000序列下t04和t08

1000序列下t08和t03 1000序列下t08和t06

1000序列下t08和t05 1000序列下t08和t07

1000序列下t09和t10 AMI序列下t01和t08

AMI序列下t08和t04 AMI序列下t08和t03

AMI序列下t08和t06 AMI序列下t08和t05

AMI序列下t08和t07 AMI序列下t09和t10 五．思考题

一，不归零码和归零吗的特点是什么

不归零码是当“1”出现时电平翻转，当“0”出现时电平不翻转。数据1和0的区别不是电平高低，而是电平是否转换。代码也叫差分码，用在终端到调制解调器的接口中。这种编码的特点是实现简单而且费用低，但不是自定时的。

归零码一种二进制信息的编码，用极性不同的脉冲分别表示二进制的“1”和“0”，在脉冲结束之后要维持一段时间的零电平。能够自同步，但信息密度低，它是码元中间的信号回归到0电平,判断的方法是\从正电平到零电平的转换边表示的码元为0,而从负电平到零电平转换边表示码元1\使得这种编码为自定时的编码.

不归零码的脉宽等于一个码元的宽度，归零码的脉宽小于一个码元宽度。 二，与信源代码中的“1”码对应的AMI码和HDB3码是否一致，为什么

不一定相同。与信源代码中“1”码相对应的AMI码“1”，“-1”相间出现，而HDB3码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”有关，还有信源代码中的“0”有关。 三．答案

信息码全一时，HDB3码与AMI码相同；信息码全零时，AMI码全零，在图中显示为一条直线，无法提取同步信息；而HDB3码最大连零数不超过3，有信号电平的跳变，因此仍能提取定时信息。

全零HDB3 全1AMI

全1HDB3

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