实验一数字基带信号一、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波形特点。2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。三、基本原理1、本实验使用数字信源模块和HDB3编译码模块。数字信源模块是整个实验系统的发终端，它产生的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。HDB3编译码模块上的开关K4用于选择码型，K4位于左边A（AMI端）选择AMI码，位于右边H（HDB3端）选择HDB3码。2、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。3、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。四、实验步骤1、示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT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），实际在示波器上看到此时示波器中的波形如下图，发光状态是正确的。图12、用开关K1产生代码01110010，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。图2结论：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。3、示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元（AMI）HDB3，将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1，观察全1码对应的AMI码和HDB3码；再将K1、K2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察AMI码时将HDB3单元的开关K4置于A端，观察HDB3码时将K4置于H端。图3全置1图4全置0结果：信息码全1时，AMI和HDB3码是相同的。信息码全0时，AMI码是全0，没有信号电平的跳变，因此提取同步信息困难。不过对于HDB3码，连0数不多于3，总有信号电平的跳变，所以即使信息码全0时仍能够提取定时信号。4、将K1、K2、K3置于011100100000110000100000态，观察并记录对应的AMI码和HDB3码。图5从图中可以看出，AMI码和HDB3码都是双极性归零码，且编码输出HDB3比输入信息源NRZ-OUT延迟了4个码元。5、将K1、K2、K3置于000000100000000000000000，K4先置左方（AMI）端再置右方（HDB3）端，CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ，观察这些信号波形图6DET图7NRZ图8BS-R图9BPF五、实验结果与分析1.根据实验观察和纪录回答：（1）不归零码和归零码的特点是什么？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。（2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同？为什么？答：与信源代码中的“1”码对应的AMI码及HDB3码不一定相同。因为信源代码中的“1”码对应的AMI码“1”、“-1”相间出现，而HDB3码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关2.设代码为全1，全0及011100100000110000100000，给出AMI及HDB3码的代码。答：信息代码1111111AMI1-11-11-11HDB31-11-11-11信息代码000000000000AMI000000000000HDB3+B00+V-B00-V+B00+V信息代码011