AMIHDB3码型变换实验教程.docx

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、DSO-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 )。 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，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。 归一化功率谱 图3.1 AMI/HDB3频谱示意图 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（1110010）。 跳线开关KD02用于