中南大学通信原理实验报告数字基带信号.doc

中南大学 《通 信 原 理 》 实 验 报 告 专业班级：物联网专业 1102班 姓名： 学号：0909112017 实验时间：2013年4月25日 第九周 周一 实验名称：数字基带信号 （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）实验内容： 1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。 2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。 3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。 （三）基本原理： 本实验使用数字信源模块和HDB3编译码模块。 1、数字信源 本模块是整个实验系统的发终端，模块内部只使用+5V电压，其原理方框图如所示。 本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图所示。 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，实验电路中数据码用红色发光二极管指示，帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。 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（2个） ( FS 信源帧同步信号输出点/测试点 ( NRZ-OUT(AK) NRZ信号(绝对码)输出点/测试点（4个） 图1-1中各单元与电路板上元器件对应关系如下： ( 晶振 CRY：晶体；U1：反相器7404 ( 分频器 U2：计数器74161；U3：计数器74193；U4：计数器40160 ( 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4512 ( 三选一 U8：8位数据选择器4512 ( 倒相器 U20：非门74HC04 ( 抽样 U9：D触发器74HC74 2. HDB3编译码 原理框图如图所示。 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。 本单元有以下信号测试点： ( NRZ 译码器输出信号 ( BS-R 锁相环输出的位同步信号 (（AMI）HDB3 编码器输出信号 ( BPF 带通滤波器输出信号 ( DET （AMI）HDB3整流输出信号 本模块上的开关K4用于选择码型，K4位于左边A（AMI端）选择AMI码，位于右边H（HDB3端）选择HDB3码。 各单元与电路板上元器件的对应关系如下： ( HDB3编译码器 U10：HDB3编译码集成电路CD22103A ( 单/双极性变换器 U11：模拟开关4052 ( 双/单极性变换器 U12：非门74HC04 ( 相加器 U17：或门74LS32 ( 带通滤波器 U13、U14：运放UA741 ( 限幅放大器 U15：运放LM318 ( 锁相环 U16：集成锁相环CD4046 （四）实验步骤： 熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线，打开电源开关。 用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。 用信源单元的FS作为示波器的外同步信号，示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可，进行下列观察： （1）示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）； （2）用开关K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。 用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。 仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。 示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT