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通信原理实验报告.docx

发布时间：2022-06-05 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：8.11M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    中南大学 通信原理实验报告 学院：信息科学与工程学院 专业： 2017 年 11 月 30 日
    实验一 数字基带信号 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。 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。 基本原理 本实验使用数字信源模块和 HDB3 编译码模块。 实验步骤 本实验使用数字信源单元和 HDB3 编译码单元。 1、熟悉数字信源单元和 HDB3 编译码单元的工作原理。接好电源线，打开电源开关。 2、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： （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，如图所示（1 码对应的发光管亮，0 码对应的发光管熄）； （2）用开关 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。 3、用示波器观察 HDB3 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。 （1） 示波器的两个探头 CH1 和 CH2 分别接信源单元的 NRZ-OUT 和 HDB3 单元的 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（开关 K4 置于 左方 AMI 端）波形和 HDB3 码（开关 K4 置于右方 HDB3 端）波形。 (AMI 与 HDB3 一致) 再将 K1、K2、K3 置为全 0，观察全 0 码对应的 AMI 码和 HDB3 码。观察时应注意 AMI、 HDB3 码的码元都是占空比为 0.5 的双极性归零矩形脉冲。编码输出 AMI-HDB3 比信源输入 NRZ-OUT 延迟了 4 个码元。 AMI HDB3
    （2）将 K1、K2、K3 置于 0111 0010 0000 1100 0010 0000 态，观察并记录对应的 AMI 码和 HDB3 码。 （3）将 K1、K2、K3 置于任意状态，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。 DET AMI HDB3 BPF AMI HDB3
    BS-R AMI HDB3 NRZ AMI HDB3
    实验报告要求 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：不归零码的脉冲较宽，占空比为 1，在传输中难以确定一位的结束和另一位的开 始，需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步； 归零码的脉冲较窄，占空比小于 1，根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系，因 而归零码在信道上占用的频带较宽。 （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：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。当信源代码中出现连续 0 的个数超过 3 时，编码规律改变，把四个连着的 0 成为破坏节，第四个 0 变为 1 用 v 表 示，相邻 v 脉冲极性交替。 举例： 信源代码为：1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 AMI 码：+1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 +1 0 -1 HDB3 码：+1 -1 0 0 0 -V +B 0 0 +V 0 0 -1 0 +1 此例中信源代码中的“1”码相对应的 AMI 码及 HDB3 码不相同。 2. 设代码为全 1，全 0 及 0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出 AMI 及 HDB3 码的代码 和波形。 答： 全 1：1111 1111 1111 1111 AMI 码： +1-1+1-1 +1-1+1-1 +1-1+1-1 +1-1+1-1 HDB3 码：+1-1+1-1 +1-1+1-1 +1-1+1-1 +1-1+1-1 全 0：0000 0000 0000 0000 AMI 码： 0000 0000 0000 0000 HDB3 码：000+V -B00-V +B00+V -B00-V 代码：0111 0010 00001100 0010 0000 AMI 码： 0-1+1-1 00+10 00 00 -1+1 00 0 0-10 0000 HDB3 码：0-1+1-1 00+10 00+V0 -1+1-B0 0-V-10 0000 全 1 码对应的 NRZ 和 AMI-HDB3 波形如图：
    3. 总结从 HDB3 码中提取位同步信号的原理。 答：HDB3 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 0.5 的单极性归零码，其连 0 个数不超过 3，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、移相后即可得到合乎 要求的位同步信号。 4. 试根据占空比为 0.5 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 0 码越长，越难于从 AMI 码中提取位同步信号，而 HDB3 码则不存在此问题。 答： 如上图计算所示，将 HDB3 码整流得到的占空比为 0.5 的单极性归零码中连“0”最多为 3，而将 AMI 码整流后得到的占空比为 0.5 的单极性归零码中连“0“个数相同。所以信息 代码中连”0“码越长，AMI 码对应的单极性归零码中”1“码出现概率越小，fs 离散谱强 度越小，越南语提取同步信号。而 HDB3 码对应的单极性归零码中”1“码出现的概率大， fs 离散谱强度大，便于提取同步信号。
    实验二 数字调制 实验目的 1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。 2、掌握用键控法产生 2ASK、2FSK、2DPSK 信号的方法。 3、掌握相对码波形与 2PSK 信号波形之间的关系、绝对码波形与 2DPSK 信号波形之间 的关系。 4、了解 2ASK、2FSK、2DPSK 信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。 实验内容 1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。 2、用示波器观察 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK 信号波形。 3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及 2ASK、2FSK、2DPSK 信号的频谱。 基本原理 本实验用到数字信源模块和数字调制模块 实验步骤 本实验使用数字信源单元及数字调制单元。 1、熟悉数字调制单元的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制单元 单刀双掷开关 K7 置于左方 N（NRZ）端。 2、用数字信源单元的 FS 信号作为示波器的外同步信号，示波器 CH1 接信源单元的 (NRZ-OUT)AK（即调制器的输入），CH2 接数字调制单元的 BK，信源单元的 K1、K2、K3 置 于任意状态（非全 0），观察 AK、BK 波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至 绝对码的变换规律。 全 0
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