信息論與編碼實驗書

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1、實驗指導(dǎo)書信息論與編碼浙江求是科教設(shè)備有限公司2010年11月51目錄實驗一數(shù)字基帶信號實驗1實驗二碼型變換11實驗三5B6B編譯碼實驗15實驗四漢明碼編碼實驗20實驗五漢明碼編譯碼實驗二23實驗六話音信號多編碼通信系統(tǒng)實驗29實驗七幀同步實驗32實驗八數(shù)字多路數(shù)據(jù)單路傳輸實驗38實驗九全數(shù)字鎖相環(huán)與位同步實驗42實驗十噪聲及其對通信系統(tǒng)的干擾實驗4851實驗一數(shù)字基帶信號實驗一、實驗?zāi)康?、了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號波形特點。2、掌握AMI、HDB3的編碼規(guī)則。3、掌握從HDB3碼信號中提取位同步信號的方法。4、掌握集中

2、插入幀同步碼時分復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)特點。5、了解HDB3(AMI)編譯碼集成電路CD22103。二、實驗要求通過本實驗了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號波形特點;掌握AMI、HDB3的編碼規(guī)則;掌握集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)特點。三、實驗原理本實驗使用數(shù)字信源模塊、HDB3/AMI編譯碼模塊。1、數(shù)字信源圖1-1數(shù)字信源方框圖本模塊是整個實驗系統(tǒng)的發(fā)終端,其原理方框圖如圖1-1所示。本單元產(chǎn)生NRZ信號,信號碼速率約為170.5KB51,幀結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。幀長為24位,其中首位無定義,第2位到第8位是幀同步碼(7位巴克

3、碼1110010),另外16位為2路數(shù)據(jù)信號,每路8位。此NRZ信號為集中插入幀同步碼時分復(fù)用信號。發(fā)光二極管亮狀態(tài)表示1碼,熄狀態(tài)表示0碼。圖1-2幀結(jié)構(gòu)本模塊有以下測試點及輸入輸出點:·CLK晶振信號測試點·BS-OUT信源位同步信號輸出點/測試點·FS信源幀同步信號輸出點/測試點·NRZ-OUTNRZ信號輸出點/測試點圖1-3為數(shù)字信源模塊的電原理圖。圖1-1中各單元與圖1-3中的元器件對應(yīng)關(guān)系如下:·晶振CRY:晶體;U1:反相器74LS04·分頻器U2:計數(shù)器74LS161;U3:計數(shù)器74LS193;U4:計數(shù)器74LS160·并行碼

4、產(chǎn)生器   K1、K2、K3:8位手動開關(guān),從左到右依次與幀同步碼、數(shù)據(jù)1、數(shù)據(jù)2相對應(yīng);發(fā)光二極管左起分別與一幀中的24位代碼相對應(yīng)·八選一U5、U6、U7:8位數(shù)據(jù)選擇器74LS151·三選一U8:8位數(shù)據(jù)選擇器74S151·倒相器U20:非門74LS04·抽樣U9:D觸發(fā)器74HC74下面對分頻器,八選一及三選一等單元作進一步說明。(1)分頻器74LS161進行13分頻,輸出信號頻率為341kHz。74LS161是一個4位二進制加計數(shù)器,預(yù)置在3狀態(tài)。BS為位同步信號,頻率為170.5kHz。S1、S2、S3為3個選通信號,頻率分別為BS信

5、號頻率的1/2、1/4和1/8。74LS193是一個4位二進制加/減計數(shù)器,當CPD=PL=1、MR=0時,可在Q0、Q1、Q2及Q3端分別輸出上述4個信號。74SL160是一個二一十進制加計數(shù)器,預(yù)置在7狀態(tài),完成÷3運算,在Q0和Q1端分別輸出選通信號S4、S5,這兩個信號的頻率相等、等于S3信號頻率的1/3。51分頻器輸出的S1、S2、S3、S4、S5等5個信號的波形如圖1-4(a)和1-4(b)所示。(2)八選一采用8路數(shù)據(jù)選擇器4512,它內(nèi)含了8路傳輸數(shù)據(jù)開關(guān)、地址譯碼器和三態(tài)驅(qū)動器,其真值表如表1-1所示。U5、U6和U7的地址信號

6、輸入端A、B、C并連在一起并分別接S1、S2、S3信號,它們的8個數(shù)據(jù)信號輸入端D0~D7分別K1、K2、K3輸出的8個并行信號連接。由表1-1可以分析出U5、U6、U7輸出信號都是碼速率為170.5KB、以8位為周期的串行信號。表1-174LS151真值表CBASTRY0000x00010x10100x20110x31000x41010x51100x61110x7ΦΦΦ10(3)三選一三選一電路原理同八選一電路原理。S4、S5信號分別輸入到U8的地址端A和B,U5、U6、U7輸出的3路串行信號分別輸入到U8的數(shù)據(jù)端D3、D0、D1,U8的輸出端

7、即是一個碼速率為170.5KB的2路時分復(fù)用信號,此信號為單極性不歸零信號(NRZ)。圖1-4分頻器輸出信號波形(4)倒相與抽樣51圖1-1中的NRZ信號的脈沖上升沿或下降沿比BS信號的下降沿稍有點遲后。在實驗二的數(shù)字調(diào)制單元中,有一個將絕對碼變?yōu)橄鄬Υa的電路,要求輸入的絕對碼信號的上升沿及下降沿與輸入的位同步信號的上升沿對齊,而這兩個信號由數(shù)字信源提供。倒相與抽樣電路就是為了滿足這一要求而設(shè)計的,它們使NRZ-OUT及BS-OUT信號滿足碼變換電路的要求。圖1-3數(shù)字信源電原理圖FS信號可用作示波器的外同步信號,以便觀察2DPSK等信號。FS信

8、號、NRZ-OUT信號之間的相位關(guān)系如圖1-5所示,圖中NRZ-OUT的無定義位為0,幀同步碼為1110010,數(shù)據(jù)1為11110000

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