通原报告硬件解析.doc

实 验 报 告 课程名称 通信原理 实验项目名称 通信原理硬件实验报告 实验类型 硬件实验 实验学时 6 班级 学号 姓名 指导教师 实验室名称 通信原理硬件实验室 实验时间 2016.6.27 实验成绩 预习部分 实验过程 表现 实验报告 部分 总成绩 教师签字 日期 哈尔滨工程大学教务处 制 实验一 数字信号基带信号实验 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的波形特点。 2.掌握AMI.HDB的编码规则。 3.了解HDB(AMI)编译码电路CD22103. 实验仪器 1.双踪示波器一台 2.通信原理VI型实验台一台 3.M6信源模块。 实验原理 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，其原理方框图如图1-1 所示，电原理图见附录一。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，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。 图 1-1 数字信源方框图 2. HDB3 编译码 原理框图如图1-6 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。 本模块上的开关K4 用于选择码型，K4 位于左边（A 端）选择AMI 码，位于右边（H 端）选择HDB3 码。 信源部分的分频器、三选一、倒相器、抽样以及(AMI)HDB3 编译码专用集成芯片CD22103 等电路的功能可以用一片EPLD（EPM7064）芯片完成。 下面简单介绍AMI、HDB3 码编码规律。 AMI 码的编码规律是：信息代码1 变为带有符号的1 码即+1 或-1，1 的符号交替反转；信息代码0的为0 码。AMI 码对应的波形是占空比为0.5 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=0.5TS。 HDB3 码的编码规律是：4 个连0 信息码用取代节000V 或B00V 代替，当两个相邻V 码中间有奇数个信息1 码时取代节为000V，有偶数个信息1 码（包括0 个信息1 码）时取代节为B00V，其它的信息0 码仍为0 码；信息码的1 码变为带有符号的1 码即+1 或-1；HDB3 码中1、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；HDB3 码是占空比为0.5 的双极性归零码。 设信息码为0000 0110 0001 0000 0，则NRZ 码、AMI 码，HDB3 码如图1-8 所示。 分析表明，AMI 码及HDB3 码的功率谱如图1-9 所示，它不含有离散谱fS 成份（fS =1/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HDB3 码数字信号进行整流处理，得到占空比为0.5 的单极性归 零码（RZ|τ=0.5TS）。这种信号的功率谱也在图1-9 中给出。由于整流后的AMI、HDB3 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CD22103集成电路进行AMI或HDB3编译码。当它的第3脚（HDB3/ AMI）接+5V时为HDB3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。CD22103编码输出两路并行信号+H-OUT和-H-OUT，它们都是半占空比的正脉冲信号，分别与AMI或HDB3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HDB3。 双/单极性变换及相加器构成一个整流器。整流后的（AMI）HDB3-D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35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