数字基带信号实验报告
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2024-07-12
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数字基带信号实验报告
专业班级：
指导老师：李 敏
姓 名：
学 号：
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、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，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）；
（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。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。
（2）将 K1、K2、K3 置于 0111 0010 0000 1100 0010 0000 态，观察并记录对应的
AMI（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
码和 HDB3 码。 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。观察时应注意：
HDB3 单元的 NRZ 信号（译码输出）滞后于信源模块的 NRZ-OUT 信号（编码输入）8个
码元。
DET 是占空比等于 0.5 的单极性归零码。
BPF 信号是一个幅度和周期都不恒定的准正弦信号，BS-R 是一个周期基本恒定（等于
一个码元周期）的 TTL 电平信号。
信源代码连 0个数越多，越难于从 AMI 码中提取位同步信号（或者说要求带通滤波的
Q值越高，因而越难于实现），而 HDB3 码则不存在这种问题。本实验中若 24 位信源代码
中连零很多时，则难以从 AMI 码中得到一个符合要求的稳定的位同步信号，因此不能完成
正确的译码（由于分离参数的影响，各实验系统的现象可能略有不同。一般将信源代码置
成只有 1“个1”码的状态来观察译码输出）。若 24 “位信源代码全为 0”码，则更不可能
从AMI 信号（亦是全 0信号）得到正确的位同步信号。
四、 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？
（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：1 ）不归零码特点：脉冲宽度 τ 等于码元宽度 Ts 归零码特点：τ ＜Ts
2“）与信源代码中的 1”码对应的 AMI 码及 HDB3 码不一定相同。因信源代码中
“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0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出 AMI 及HDB3 码的代
码和波形。
答：信息代码 1 11 1111
AMI 1 -11-1 1 -1 1
HDB31 -11-1 1 -1 1
信息代码 0 0 0 00 0 0 00 0 0 00
AMI 0 0 0 00 0 0 00 0 0 00
HDB30 0 0 1-1 0 0 1 -1 0 0 1 -1
信息代码 0 1 1 10 0 1 00 0 0 01 1 0 00 0 1 00 0 0 0
AMI0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 01 -1 0 0 0 0 1 00 0 0 0
HDB3 0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 –1 0
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：将 HDB3 码整流得到的占空比为 0.5 “的单极性归零码中连 0”个数最多为 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” “个数与信息代码中连 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，越难于提取位同步信号。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，于提取位同步信号。
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数字基带信号实验报告 专业班级： 指导老师：李敏 姓名： 学号： 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...
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