信息论和编码实验书.doc

实验指导书 信息论与编码 浙江求是科教设备有限公司 2010年11月 目 录 实验一 数字基带信号实验 1 实验二 码型变换 11 实验三 5B6B编译码实验 15 实验四 汉明码编码实验 20 实验五 汉明码编译码实验二 23 实验六 话音信号多编码通信系统实验 29 实验七 帧同步实验 32 实验八 数字多路数据单路传输实验 38 实验九 全数字锁相环与位同步实验 42 实验十 噪声及其对通信系统的干扰实验 48 实验一 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、实验要求 通过本实验了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点；掌握AMI、HDB3的编码规则；掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 三、实验原理 本实验使用数字信源模块、HDB3/AMI编译码模块。 1、数字信源 图1-1 数字信源方框图 本模块是整个实验系统的发终端，其原理方框图如图1-1所示。本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据信号，每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。 图1-2 帧结构 本模块有以下测试点及输入输出点： ( CLK 晶振信号测试点 ( BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点 ( FS 信源帧同步信号输出点/测试点 ( NRZ-OUT NRZ信号输出点/测试点 图1-3为数字信源模块的电原理图。图1-1中各单元与图1-3中的元器件对应关系如下： ( 晶振 CRY：晶体；U1：反相器74LS04 ( 分频器 U2：计数器74LS161；U3：计数器74LS193； U4：计数器74LS160 ( 并行码产生器　　　 K1、K2、K3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管左起分别与一帧中的24位代码相对应 ( 八选一 U5、U6、U7：8位数据选择器74LS151 ( 三选一 U8：8位数据选择器74S151 ( 倒相器 U20：非门74LS04 ( 抽样 U9：D触发器74HC74 下面对分频器，八选一及三选一等单元作进一步说明。 （1）分频器 74LS161进行13分频，输出信号频率为341kHz。74LS161是一个4位二进制加计数器，预置在3状态。 BS为位同步信号，频率为170.5kHz。S1、S2、S3为3个选通信号，频率分别为BS信号频率的1/2、1/4和1/8。74LS193是一个4位二进制加/减计数器，当CPD= PL =1、MR=0时，可在Q0、Q1、Q2及Q3端分别输出上述4个信号。 74SL160是一个二一十进制加计数器，预置在7状态，完成÷3运算，在Q0和Q1端分别输出选通信号S4、S5，这两个信号的频率相等、等于S3信号频率的1/3。 分频器输出的S1、S2、S3、S4、S5等5个信号的波形如图1-4（a）和1-4（b）所示。 （2）八选一 采用8路数据选择器4512，它内含了8路传输数据开关、地址译码器和三态驱动器，其真值表如表1-1所示。U5、U6和U7的地址信号输入端A、B、C并连在一起并分别接S1、S2、S3信号，它们的8个数据信号输入端D0 ~ D7分别K1、K2、K3输出的8个并行信号连接。由表1-1可以分析出U5、U6、U7输出信号都是码速率为170.5KB、以8位为周期的串行信号。 表1-1 74LS151真值表 C B A STR Y 0 0 0 0 x0 0 0 1 0 x1 0 1 0 0 x2 0 1 1 0 x3 1 0 0 0 x4 1 0 1 0 x5 1 1 0 0 x6 1 1 1 0 x7 Φ Φ Φ 1 0 （3）三选一 三选一电路原理同八选一电路原理。S4、S5信号分别输入到U8的地址端A和B，U5、U6、U7输出的3路串行信号分别输入到U8的数据端D3、D0、D1