实验一码型变换实验一、实验目的了解几种常见的数字基带信号。掌握常用数字基带传输码型的编码规则。二、实验内容观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码的波形。观察全0码或全1码时各码型波形。观察HDB3码、AMI码、BNRZ码正、负极性波形。观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。三、实验器材信号源模块码型变换模块20M双踪示波器一台频率计（可选）一台连接线若干四、实验原理1．编码规则①NRZ码NRZ码的全称是单极性不归零码，在这种二元码中用高电平和低电平（这里为零电平）分别表示二进制信息“1”和“0”，在整个码元期间电平保持不变。例如：②RZ码RZ码的全称是单极性归零码，与NRZ码不同的是，发送“1”时在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。例如：③BNRZ码BNRZ码的全称是双极性不归零码，在这种二元码中用正电平和负电平分别表示“1”和“0”，与单极性不归零码相同的是整个码元期间电平保持不变，因而在这种码型中不存在零电平。例如：④BRZ码BRZ码的全称是双极性归零码，与BNRZ码不同的是,发送“1”和“0”时，在整个码元期间高电平或低电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。例如：⑤AMI码AMI码的全称是信号交替反转码，其编码规则如下：信息码中的“0”仍变换为传输码的“0”：信息码中的“1”交替变换为传输码的“＋1、－1、＋1、－1、…”。例如：代码：10011000111…AMI码：+100-1+1000-1+1-1…AMI码的主要特点是无直流成分，接收端收到的码元极性与发送端完全相反也能正确判断。译码时只需把AMI码经过全波整流就可以变为单极性码。由于其具有上述优点，因此得到了广泛应用。但该码有一个重要缺点，即当用它获取定时信息时，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。⑥HDB3码HDB3码的全称是三阶高密度双极性码，其编码规则如下：将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”码；有偶数个信息“1”码（包括0个）时，取代节为“B00V”，其它的信息“0”码仍为“0”码，这样，信息码的“1”码变为带有符号的“1”码，即“＋1”或“—1”。例如：代码：100001000011000011HDB3码：-1000-V+1000+V-1+1-B00–V+1-1HDB3码中“1”、“B”的符号符合交替反转原则，而“V”的符号破坏这种交替反转原则，但相邻“V”码的符号又是交替反转的。HDB3码的特点是明显的，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，而不管信息源的统计特性如何。这对于定时信号的恢复是十分有利的。HDB3码是ITU-T推荐使用的码之一。本实验电路只能对码长为24位的周期性NRZ码序列进行编码。⑦BPH码BPH码的全称是数字双相码，又叫分相码或曼彻斯特码，它是对每个二进制代码分别利用两个具有不同相位的二进制新码去取代的码：或者可以理解为用一个周期的方波表示“1”码，用该方波的反相来表示“0”码，其编码规则之一是：0→01（零相位的一个周期的方波）；1→10（π相位的一个周期的方波）。例如：代码：1100101双相码：10100101100110BPH码可以用单极性非归零码（NRZ）与位同步信号的模二和来产生。双相码的特点是只使用两个电平，而不像前面两种码具有三个电平。这种既能提取足够的定时分量，又无直流漂移，编码过程简单。但这种码的带宽要宽些。⑧CMI码CMI码的全称是传号反转码，其编码规则如下：信息码中的“1”码交替用“11”和“00”表示，“0”用“01”表示。例如：代码：11010010CMI码：1100011101010001这种码型有较多的电平跃变，因此，含有丰富的定时信息。该码已被ITU-T推荐为PCM四次群的接口码型。在光纤传输系统中有时也用CMI码作线路传输码型。2．电路原理将信号源产生的NRZ和位同步信号BS送入U900（EPM7128SLC84-15）进行变换，可以直接得到各种单极性码和各种双极性码的正、负极性编码信号（因为FPGA的I/O口不能直接接负电平，所以只能将分别代表正极性和负极性的两路编码信号分别输出，在通过外加电路合成双极性码），如HDB3的正、负极性编码信号送入U901（4501）的选通控制端，控制模拟开关轮流选通正、负电平，从而得到完整的HDB3码。解码时同样也需要