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电子信息工程学系实验报告

课程名称：通信原理

实验项目名称：实验1 HDB3码型变换实验 实验时间：2012.5.14

指导教师（签名）： 班级： 姓名： 学号：

成 绩： 实 验 目 的:

1. 理解二进制单极性码变换为AMI码的编码规则，掌握它的工作原理和实现方法； 2. 理解二进制单极性码变换为HDB3码的编码规则，掌握它的工作原理和实现方法。 实 验 仪 器:

1. HDB3码型变换实验模块 2. 伪随机码发生器及误码仪 3. 直流稳压电源 4. 双踪同步示波器 SR8 5. 高频Q表 6. 频谱分析仪* 实 验 原 理：

数字通信系统中，有时不经过数字基带信号与信道信号之间的变换，只由终端设备进行信息与数字基带信号之间的变换，然后直接传输数字基带信号。在基带传输中经常采用AMI码（符号交替反转码）和HDB3码（三阶高密度双极性码）。适合线路上传输的码型，通常有以下几点考虑：

（1）在选用的码型的频谱中应该没有直流分量，低频分量也应尽量少。这是因为终端机输出电路或再生中继器都是经过变压器与电缆相连接的，而变压器是不能通过直流分量和低频分量的。

（2）传输型的频谱中高频分量要尽量少。这是因为电缆中信号线之间的串话在高频部分更为严重，当码型频谱中高频分量较大时，就限制了信码的传输距离或传输质量。

（3）码型应便于再生定时电路从码流中恢复位定时。若信号中连“0”较长，则等效于一段时间没有收脉冲，恢复位定时就困难，所以应该使变换后的码型中连“0”较少。

（4）设备简单，码型变换容易实现。

（5）选用的码型应使误码率较低。双极性基带信号波形的误码率比单极性信号的低。

根据这些原则，在传输线路上通常采用AMI码和HDB3码。 （一）HDB3码(三阶高密度双极性码)

①编码规则：连0串<4时，进行AMI编码，即传号极性交替； 连0串>=4时，将第4个0变为非0符号（+V或-V）， 称破坏脉冲V码;当相邻V之间有偶数个（含0个）非0符号时，再将该小段的第1个0变换成B，称附加脉冲B码。

极性规则：极性交替规则——“1”码和“B”码一起作极性交替，“V”码也作极性交替； 极性破坏规则——“V”码必须与前一个“1”码或“B”码同极性。 例：

基带二进制：1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 AMI码： -1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1+1 0 0 0 0-1+1 HDB3码： -1 0 0 0-V +1 0 0 0 +V -1+1-B 0 0 -V+1-1 ②特点：无直流分量，且只有很小的低频分量；

HDB3中连0串的数目至多为3个，易于提取定时信号；

编码规则复杂，但译码较简单。

③解码规则：寻找两个相邻的同极性码，后者即为“V”码；把“V”码连同其前3位码均改为“0”， 所有的“±1”均改为“1”，即恢复信号。

AMI码：我们用“0”和“1”代表传号和空号。AMI码的编码规则是“0”码不变，“1”码则交替地转换为+1和-1。当码序列是1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1时，AMI码就变为：+1 0 0 -1 0 0 0 +1 -1 +1 0 -1。这种码型交替出现正、负极脉冲，所以没直流分量，低频分量也很少。

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JWY-30-4

这种码的反变换也很容易，在再生信码时，只要将信号整流，即可将“-1”翻转为“+1”，恢复成单极性码。这种码未能解决信码中经常出现的长连“0”的问题。

实 验 内 容 及 过 程: 1. 时钟部分

时钟是由两反相器74LS04和晶振产生的脉冲经分频得到的，用示波器观察主振时钟、1000码、全1码、全0码和伪随机码的波形，并记录波形参数。 2. 编码部分

(1)将上述码型作为编码电路的信号源分别送入“信码输入”TP1，用双踪示波器同时观察TP1的信码和经编码以后输出的HDB3码（TP12）。

(2)观察TP3-TP11测试点的波形，理解码型变换的电路原理。 3. 解码部分

(1)以上述码型TP1作对比，用双踪示波器同时观察TP1的信码和经编译码以后输出的信码（TP23），用双踪示波器观察原码与解码输出波形的延迟时间。

(2)观察TP13-TP22测试点的波形，理解码型变换的电路原理。 实 验 结 果 及 分 析： 实验运行结果如下：

1.时钟部分：从示波器观察主振时钟、1000码、全1码、全0码和伪随机码的波形，并记录波形参数：

（主振时钟波形）

(1000码波形）

（全1码波形）

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（全0码波形）

（伪随机码的波形）

2.编码部分：从示波器观察P1的信码和经编码以后输出的HDB3码（TP12）波形为： 2.1.信号源送入的信码为主振时钟时的波形：

2.2. 信号源送入的信码为1000码时的波形：

3.解码部分：从示波器观察察TP1的信码和经编译码以后输出的信码（TP23），用双踪示波器观察原码与

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解码输出波形的延迟时间。

3.1 信号源送入的信码为主振时钟时的波形：

3.2信号源送入的信码为伪随机码时的波形：

实验结果分析：

（1）传输型为“1 0 0 0”，全“0”和32位PN码时，输出的波形是否相同？若传输距离长，信号衰减较大时输出情况如何？哪种码型定时抖动最小？哪种最大？为什么？

答：不相同；输出时的信号波形带宽变窄；32位PN码抖动最小，全“0” 抖动最大。 （2）分析总结AMI、HDB3码的波形特征。

AMI的波形特征：可能出现长的0串，提取定时信号困难。

HDB3码的波形特征：HDB3中连0串的数目至多为3个，易于提取定时信号。

实 验 心 得：

从本次实验中，我学习了解了数字基带信号的形式有许多种，在基带传输中经常主要采用AMI码（符号交替反转码）和HDB3码（三阶高密度双极性码）。以及线路上传输的码型需要满足考虑的5个方面。通过实验验证了HDB3码型的编码连0串>=4时，将第4个0变为非0符号（+V或-V）码;当相邻V之间有偶数个（含0个）非0符号时，再将该小段的第1个0变换成B B码。译码寻找两个相邻的同极性码，后者即为“V”码；把“V”码连同其前3位码均改为“0”，所有的“±1”均改为“1”，即恢复信号。HDB3码型变换实验加深了对理论知识传输码型的学习和理解。

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