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武汉大学教学实验报告 电子信息学院 电子信息科学类 专业 2013 年 11月 12 日 实验名称 AMI 和HDB3 编码与解码 指导教师 吴静 姓名 胡爽 年级 2011 学号 2011301200203 成绩 预习部分 实验目的 实验基本原理 主要仪器设备（含必要的元器件、工具） 一、实验目的 1、掌握AMI 和HDB3 编码与解码的原理； 2、理解AMI 编码和HDB3 编码系统组成原理； 3、掌握从HDB3 码中提取位同步信号的原理； 4、掌握锁相环的基本原理。 二、实验内容 1、对实验一中输出的基带信号进行编码，用示波器观察编码、译码后的波形。 2、用示波器观察HDB3 码中提取位同步信号的相关测试点的波形。 三、基本概念和原理 1、对传输码型的要求： 在数字基带通信系统中，单极性不归零码是脉冲数字电路、微机中通用的 码型。从频带结构来说，其中含有直流分量，它们是不能在信道中传输的，需 要对其作一定的变换，使其频谱结构适宜于在信道中传输。一般而言，在线路 传输的码型应满足如下要求： 不含有直流分量； 码形变换与信源的统计特性无关； 能从基带信号中提取位定时信息； 应便于实时监测系统中的信号传输的质量性能，即具有检错能力； 希望误码增值越少越好； 能尽量减少基带信号中的高频分量，提高信道的利用率； 编译码的设备应尽量的简单。 2、AMI 码的编解码规则： AMI 码的全称是传号交替反转码。这种码将消息代码“0”（空号）和“1” （传号）按如下规则进行编码：代码中的“0”仍变换为传输码的“0”，而把代 码中的“1”交替的变换为传输码的+1、-1、+1、-1…… 。它是双极性归零码 的一种,占空比为50%,即脉冲宽度与码元宽度之比为0.5。 从AMI 码交替反转的特性上我们可以看出，这种信号无直流分量且只有 很小的低频成分，因而它适合在不允许这些成分通过的信道中传输。但是当用它来获得定时信息时，由于它可能出现长串的连“0”，会造成提取定时信号的困难。 为了保持AMI 码的优点而克服其缺点，人们提出了许多改进的AMI 码，HDB3 码就是其中有代表性的码型。 3、HDB3 码编解码规则： HDB3 码全称是三阶高密度双极性码。它的编码规则是：先把消息代码变 成AMI 码，然后去检查AMI 码连“0”的情况，当没有4 个和4 个以上连“0” 串时，这样的AMI 码就是HDB3 码；当出现4 个和4 个以上连“0”串时，则 将每4 个连“0”小段的第4 个“0”变换成与其前一个非零符号（+1 或-1）相 同极性的符号。显然这样做可能会破坏“极性交替反转”的规律，这个符号就 称为破坏点，用V 表示（+1 用+V，-1 用-V）。为使附加V 后的序列不破坏极 性交替反转的规律，还必须保证相邻V 符号也极性交替。这一点，当相邻V 符 号之间有奇数个非“0”符号时是能保证的，但当有偶数个非“0”符号时，则 就得不到保证，这时再将该小段的第1 个“0”变成+B 或-B。B 符号的极性与前一非“0”符号的极性相反，并让后面的非“0”符号从V 符号开始再交替变化。HDB3 码的编码比较复杂但解码简单，而且减少了连串“0”的个数，便于提取定时信号。 5、实验电路： AMI 的编译码电路较HDB3 码要简单，而且HDB3 码是AMI 码的改进码 型。当信息代码中连“0”个数太多时，从AMI 码中提取稳定的位同步信号较 为困难，而HDB3 码中连“0”个数最多为3，这是有利于提取位同步信号的。 故实验电路只给出了HDB3 码的编译码电路，该电路的原理框图如图 图2-2 HDB3 码编译码电路方框图 四、实验仪器 1、双踪示波器一台。 2、武汉大学现代通信原理实验箱一台 。 3、万用表一块。 4、频谱分析仪一台。 实验操作部分 实验数据、表格及数据处理 实验操作过程（可用图表示） 实验结论 实验效果分析（包括仪器设备等使用效果） 五、实验步骤 1、打开信源模块的电源，使信源模块工作。打开HDB3 模块电源，使得HDB3 模块工作。 2、将信号接入开关的1 和2 接通，使得信号CLK 和BS 接入电路。用示波器 观察NRZ-IN 和BS-IN，看信号是否接入。 3、使用两个示波器探头同时观察NRZ-IN 和 HDB3,根据波形理解HDB3 编码 规则。其中HDB3 编码有4bit 延时。记录波形。使用示波器测量HDB3 信号的电压平均值。 4、观察H-D 波形，此波形表示HDB3 信号经过整流之后的结果。结合HDB3 信号记录H-D 信号波形。 5、将信号接入开关1 和2 都断开，不进行编码。单独观察BS-R 信号波形，这 是数字锁相环CD4046 在没有输入信号的情