实验一数字基带信号doc下载

用fs作为示波器的外同步信号进行下列观察 示波器的两个探头分别接nrzout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 用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。2、模块描述编码模块为子模块中的第二大模块，该模块用于将输入的按键信号转换成4位bcd码b1～b4...。syn1601型irig-b码线路转换器是由西安同步电子科技精心设计、自行研发生产的一款线缆转换设备，该模块将输入的irig-b码电信号或者光信号进行光电相互转换，即输入irig-b电信号输出irig-b码光信号，输入irig-b光信号输出irig-b码电信号，是实现光纤信道传输时间同步系统的实用电子设备。

3. 偶数分频器的设计 rate=even（偶数），占空比50% 设计原理： 定义一个计数器对输入时钟进行计数，在计数的前一半时间里，输出高电平数字基带信号实验小结，在计数的后一半时间里，输出低电平数字基带信号实验小结，这样输出的信号就是占空比为50%的偶数分频信号。而当分频系数为奇数时，奇数倍分频器工作，其输出为分频后的信号，而偶数倍分频器不工作，其输出为0.最后两个分频器出来的信号通过一个或门进行或运算而得到了最终的分频输出信号，这样即完成了对分频输入信号的n位数字分频。如进行n倍偶数分频,那么可以通过由待分频的时钟触发 计数器计数,当计数器从0计数到n/2-1时,输出时钟进行翻转,并给计数器一个复位信号,使得下一个时钟从零开始计数。

（）倒相与抽样图中的NRZ信号的脉冲上升沿或下降沿比BS信号的下降沿稍有点迟后。在实验二的数字调制单元中有一个将绝对码变为相对码的电路要求输入的绝对码信号的上升沿及下降沿与输入的位同步信号的上升沿对齐而这两个信号由数字信源提供。倒相与抽样电路就是为了满足这一要求而设计的它们使NRZOUT及BSOUT信号满足码变换电路的要求。FS信号可用作示波器的外同步信号以便观察DPSK等信号。FS信号、NRZOUT信号之间的相位关系如图所示图中NRZOUT的无定义位为帧同步码为数据为数据为。FS信号的低电平、高电平分别为位和位数字信号时间其上升沿比NRZOUT码第一位起始时间超前一个码元。HDB编译码原理框图如图所示。本模块内部使用V和V电压其中V电压由V电源经三端稳压器变换得到。本单元有以下信号测试点：·NRZ译码器输出信号·BSR锁相环输出的位同步信号·（AMI）HDB编码器输出信号·BPF带通滤波器输出信号·（AMID）HDBD（AMI）HDB整流输出信号本模块上的开关K用于选择码型K位于左边（A端）选择AMI码位于右边（H端）选择HDB码。图中各单元与电路板上元器件的对应关系如下：·HDB编译码器U：HDB编译码集成电路CDA·单双极性变换器U：模拟开关·双单极性变换器U：非门HC·相加器U：或门LS·带通U、U：运放UA·限幅放大器U：运放LM·锁相环U：集成锁相环CD信源部分的分频器、三选一、倒相器、抽样以及(AMI)HDB编译码专用集成芯片CD等电路的功能可以用一片EPLD（EPM）芯片完成说明见附录四。

下面简单介绍AMI、HDB码编码规律。AMI码的编码规律是：信息代码变为带有符号的码即或的符号交替反转信息代码的为码。AMI码对应的波形是占空比为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=TS。HDB码的编码规律是：个连信息码用取代节V或BV代替当两个相邻V码中间有奇数个信息码时取代节为V有偶数个信息码（包括个信息码）时取代节为BV其它的信息码仍为码信息码的码变为带有符号的码即或HDB码中、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HDB码是占空比为的双极性归零码。设信息码为则NRZ码、AMI码HDB码如图所示。分析表明AMI码及HDB码的功率谱如图所示它不含有离散谱fS成份（fS=TS等于位同步信号频率）。在通信的终端需将它们译码为NRZ码才能送给数字终端机或数模转换电路。在做译码时必须提供位同步信号。工程上一般将AMI或HDB码数字信号进行整流处理得到占空比为的单极性归零码（RZ|τ=TS）。这种信号的功率谱也在图中给出。由于整流后的AMI、HDB码中含有离散谱fS故可用一个窄带滤波器得到频率为fS的正弦波整形处理后即可得到位同步信号。

本单元用CD集成电路进行AMI或HDB编译码。当它的第脚（HDBAMI）接V时为HDB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。CD编码输出两路并行信号HOUT和HOUT它们都是半占空比的正脉冲信号分别与AMI或HDB码的正极性信号及负极性信号相对应。这两路信号经单双极性变换后得到AMI码或HDB。双单极性变换及相加器构成一个整流器。整流后的（AMI）HDBD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BPF是一个幅度和周期都不恒定的正弦信号。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需作进一步处理。当锁相环的自然谐振频率足够小时对输入的电压信号可等效为窄带带通滤波器（关于锁相环的基本原理将在实验三中介绍）。本单元中采用电荷泵锁相环构成一个Q值约为的的窄带带通滤波器它输出一个符合译码器要求的位同步信号BSR。译码时需将AMI或HDB码变换成两路单极性信号分别送到CD的第、第脚此任务由双单变换电路来完成。当信息代码连个数太多时从AMI码中较难于提取稳定的位同步信号而HDB中连个数最多为这对提取高质量的位同信号是有利的。

这也是HDB码优于AMI码之处。HDB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HDB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HDB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。CD的引脚及内部框图如图所示详细说明如下：（）NRZIN编码器NRZ信号输入端（）CTX编码时钟（位同步信号）输入端（）HDBAMI码型选择端：接TTL高电平时选择HDB码接TTL低电平时选择AMI码（）NRZOUTHDB译码后信码输出端（）CRX译码时钟（位同步信号）输入端（）RAIS告警指示信号（AIS）检测电路复位端负脉冲有效（）AISAIS信号输出端有AIS信号为高电平无ALS信号时为低电平（）VSS接地端（）ERR不符合HDBAMI编码规则的误码脉冲输出端（）CKRHDB码的汇总输出端（）HDBINHDB译码器正码输入端（）LTFHDB译码内部环回控制端接高电平时为环回接低电平时为正常（）HDBINHDB译码器负码输入端（）HDBOUTHDB编码器负码输出端（）HDBOUTHDB编码器正码输出端（）VDD接电源端（V）CD主要由发送编码和接收译码两部分组成工作速率为Kbs~Mbs。

两部分功能简述如下。发送部分：当HDBAMI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HDB码（HDBOUT、HDBOUT两路输出）接低电平时编成AMI码。编码输出比输入码延迟个时钟周期。接收部分：（）在译码时钟CRX的上升沿作用下将HDB码（或AMI码）译成NRZ码。译码输出比输入码延迟个时钟周期。（）HDB码经逻辑组合后从CKR端输出供时钟提取等外部电路使用（）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。（）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（s）内若接收信号中“”码个数少于则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“”码个数不少于AIS端输出低电平表示接收信号正常。（）具有环回功能。四、实验步骤本实验使用数字信源单元和HDB编译码单元。、熟悉数字信源单元和HDB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：（）示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZOUT和BSOUT,通过开关KKK将数字信源置于理论上的波形应该是如下图:图示波器上的理想波形实际在示波器上看到此时示波器中的波形如下图对比图可以看到发光状态是正确的。

图代码时的位同步信号和NRZ码（）用开关K产生代码（为位帧同步码）K、K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。图代码时的位同步信号和NRZ码说明：集中插入法是将标志码组开始位置的群同步码插入一个码组的前边。接收端一旦检测到这个特定的群同步码组就马上知道这组信息码元的“头”。所以这种方法适用于要求快速建立同步的地方或者断传信息并且每次传输时间很短的场合。检测到此特定码组时可以利用锁相环保持一段时间的同步。为了长时间的保持同步则需要周期性的将这个码组插入每组信息码元之前。NRZ码的特点是极性单一脉冲的宽度等于码元宽度有直流分量。、用示波器观察HDB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CH和CH分别接信源单元的NRZOUT和HDB单元的（AMI）HDB将信源单元的K、K、K每一位都置观察全码对应的AMI码和HDB码再将K、K、K置为全观察全码对应的AMI码和HDB码。观察AMI码时将HDB单元的开关K置于A端观察HDB码时将K置于H端。图全码对应的AMI码图全码对应的HDB码结论：从图和图中可以看到信息码全时AMI和HDB码是相同的。

图全时的AMI码图全时的HDB码结论：从图和图中可以看到信息码全时AMI码是全没有信号电平的跳变因此提取同步信息困难。不过对于HDB码连数不多于总有信号电平的跳变所以即使信息码全时仍能够提取定时信号。（）将K、K、K置于态观察并记录对应的AMI码和HDB码。图输入为对应的AMI码图输入为时的HDB码从图中可以看出AMI码和HDB码都是双极性归零码且编码输出HDB比输入信息源NRZOUT延迟了个码元。（）将K、K、K置于任意状态K先置A（AMI）端再置H（HDB）端CH接信源单元的NRZOUTCH依次接HDB单元的（AMID）HDBD、BPF、BSR和NRZ观察这些信号波形。观察时应注意：图输入为时的AMID码图输入为时的HDBD码AMID、HDBD是占空比等于的单极性归零码,且比NRZOUT信号（编码输入）信号滞后个码元。图BPF波形得到的BPF信号近似是一个正弦信号。图BSR信号结论：BSR锁相环输出的位同步信号是个周期电平信号且周期就是一个码元的宽度。相邻码元的电平跳变处总对应着BSR信号的上升沿。五、问答题根据实验观察和纪录回答：（）不归零码和归零码的特点是什么？（）与信源代码中的“”码相对应的AMI码及HDB码是否一定相同？为什么？答：不归零码的脉宽等于码元宽度归零码的脉宽小于码元的宽度。

与信源代码中的“”码对应的AMI码及HDB码不一定相同。因信源代码中的“”码对应的AMI码“”、“”相间出现而HDB码中的“”“”不但与信源代码中的“”码有关而且还与信源代码中的“”码有关。如下边儿的例子：可以看到消息码中的最后两个“”在AMI码和HDB中是不同的。设代码为全全及给出AMI及HDB码的代码和波形。总结从HDB码中提取位同步信号的原理。HDB中不含有离散谱fS(fS在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于的单极性归零码其连个数不超过频谱中含有较强的离散谱fS成分故可通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号再经过整形、移相后即可得到满足要求的位同步信号。试根据占空比为的单极性归零码的功率谱密度公式说明为什么信息代码中的连码越长越难于从AMI码中提取位同步信号而HDB码则不存在此问题。单极性归零码的功率谱为：其中p是“”码出现的概率是码元的宽度的倒数。将HDB码整流得到的占空比为的单极性归零码中连“”个数最多为而将AMI码整流后得到的占空比为的单极性归零码中连“”个数与信息代码中连“”个数相同。所以信息代码中连“”码越长AMI码对应的单极性归零码中“”码出现概率越大fS离散谱强度越小越难于提取位同步信号。而HDB码对应的单极性归零码中“”码出现的概率大fS离散谱强度大相对容易提取位同步信号。位同步信号HDB码整流窄带带通滤波器整形移相unknownunknown

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