实验五双极性不归零码 实验报告.docx
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1、实验五双极性不归零码一、实验目的1 .掌握双极性不归零码的基本特征2 .掌握双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法3 .学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析二、实验仪器1.序列码产生器2 .单极性不归零码编码器3 .双极性不归零码编码器4 .示波器5 .功率谱分析仪三、实验原理双极性不归零码是用正电平和负电平分别表示二进制码1和O的码型,它与双极性归零码类似,但双极性非归零码的波形在整个码元持续期间电平保持不变.双极性非归零码的特点是:从统计平均来看,该码型信号在1和O的数目各占一半时无直流分量,并且接收时判决电平为O,容易设置并且稳定,因此抗干扰能力强.此外,可以在电缆等无接地的传输线上
2、传输,因此双极性非归零码应用极广.双极性非归零码常用于低速数字通信.双极性码的主要缺点是:与单极性非归零码一样,不能直接从双极性非归零码中提取同步信号,并且1码和O码不等概时,仍有直流成分。四、实验步骤1.按照图3.5T所示实验框图搭建实验环境。2 .设置参数:设置序列码产生器序列数M128;观察其波形及功率谱。3 .调节序列数N分别等于64.256,重复步骤2.图3.5-1双极性不归零码实验框图实验五步骤2图N=128母通信原理在同实验教学茎埼ia一用户实装a三瞽助:邑面。x、X100%Z实毅台且蟋这行结果/双绢=,当般部用寻定接貌So目4.:PaletteJ售GS弹军信号分析却,旌谱分析仪
3、示发看朝分析仪oB.a84参致荚空U用Qm理-x三.,】.:.,设备信息次_我SID翔名咨R尸HUIBMKO7ItB9A*WcomaauroftTilB-TJie-丽ft三睇i三A以皿不.示NW示加SB-MNH4KfWiT百品.示Sii茄S三复触不B翱性和翱彩照七器锄码._双也住不丽双极性不一,.功率谱分析仪耀港分析仪麻酒器.朝圣J蔽器,_示踵JK示波JS用户S名:txU18用Pg*tylll8用户类念StUderrtg三512O12-ll-3014:29X)7工作目录:F:tdecommunisoftOWVLak实验五步骤3图N=64MRKfcSBIHt.O.-.it0*ZWrtMtt三三s
4、t一号WHaJWarN=2563S,谢殷凌i三T=l三5S同.WUKUDfl2S7doubledoubledouble不m申,。.解财,、f.、六、实验报告(I)分析双极性不归零码波形及功率谱。(2)总结双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法。实验六一、实验目的1 .掌握双极性归零码的基本特征2 .掌握双极性归零码的波形及功率谱的测量方法3 .学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器4 .示波器5 .功率谱分析仪三、实验原理双极性归零码是二进制码O和1分别对应于正和负电平的波形的编码,在每个码之间都有间隙产生.这种码既具有双极性特性,又具有归
5、零的特性.双极性归零码的特点是:接收端根据接收波形归于零电平就可以判决1比特的信息已接收完毕,然后准备下一比特信息的接收,因此发送端不必按一定的周期发送信息.可以认为正负脉冲的前沿起了起动信号的作用,后沿起了终止信号的作用.因此可以经常保持正确的比特同步.即收发之间元需特别的定时,且各符号独立地构成起止方式,此方式也叫做自同步方式.由于这一特性,双极性归零码的应用十分广泛。实验六步骤2N=128E(S申j。-rf.QY一烧步骤三N=64 . UX O 、 、!*N=256六、实验报告(I)分析双极性归零码波形及功率谱。(2)总结双极性归零码的波形及功率谱的测量方法。实验七信息交替反转码(AMI
6、)一、实验目的1 .了解AMl码的编码方式。2 .掌AMl码的功率谱分析方法。3 .掌握AMl码的特点。二、实验仪器1.序列码产生器4 .单极性不归零码编码器5 .AMI编码器6 .示波器7 .功率谱分析仪三、实验原理AMI英文全称是AlternateMarkInversion,AMI双极性码,是指“信号交替反转”,即零电平表示0,而1则使电平在正负极间交替翻转。双极性码是三进制码,1为反转,0为保持零电平。根据信号是否归零,还可以划分为归零码和非归零码,归零码码元中间的信号回归到0电平,而非归零码遇1电平翻转,零时不变。作为编码方案的双极性不归零码,1码和0码都有电流,但是1码是正电流,0码
7、是负电流,正和负的幅度相等,故称为双极性码。此时的判决门限为零电平,接收端使用零判决器或正负判决器,接收信号的值若在零电平以上为正,判为1码;若在零电平以下为负,判为0码。实验七图“区。W,一,J i0 温 K)六、实验报告1 .论述AMl的编码方式。2 .分析AMl码的波形及功率谱。3 .总结AMl码的测量方法。答:L原信息码的O仍编为传输码的0;原信息码的1在编为传输码时,交替地变换为+1,-1,1,实验八传号反转码(CMD一、实验目的1.了解各CMl码的编码方式。2 .掌握CMl码的功率谱分析方法。3 .掌握CMl码的不同特点。二、实验仪器1.序列码产生器4 .单极性不归零码编码器5 .
8、CMI编码器6 .示波器7 .功率谱分析仪三、实验原理CMI(CodedMarkInversion)码是传号反转码的简称,与双相码类似,它也是一种双极性二电平码。其编码规则是“1”码交替用“11”和“00”两位码表示;“0”码固定地用“01”表示。CMI码易于实现,含有丰富的定时信息。此外,由于10为禁用码组,不会出现三个以上的连码,这个规律可以用来宏观检错。该码已被ITU-T推荐为PCM四次群的接口码型,有时也用在速率低于8.44Mbs的光缆传输系统中。实验八图JW 脏 s Fft一-a la O - 、-、*,15四 12/1 V六、实验报告1 .论述CMl的编码方式。2 .分析CMl码的
9、波形及功率谱。3 .总结CMl码的测量方法。实验九三阶高密度双极性码(HDB3)一、实验目的2 .掌握HDB3码的功率谱分析方法。3 .掌握HDB3码的特点。二、实验仪器1.序列码产生器4 .单极性不归零码编码器5 .HDB3码编码器6 .示波器7 .功率谱分析仪三、实验原理数字基带信号的传输是数字通信系统的重要组成部分。在数字通信中,有些场合可不经过载波调制和解调过程,而对基带信号进行直接传输。采用AMl码的信号交替反转,有可能出现四连零现象,这不利于接收端的定时信号提取。而HDB3码因其无直流成份.低频成份少和连O个数最多不超过三个等特点,而对定时信号的恢复十分有利,并已成为CCITT协会
10、推荐使用的基带传输码型之一。编码规则:1先将消息代码变换成AMl码,若AMl码中连O的个数小于4,此时的AMl码就是HDB3码;2若AMl码中连O的个数大于3,则将每4个连O小段的第4个O变换成与前一个非O符号(+1或T)同极性的符号,用表示(+1+,_);3为了不破坏极性交替反转,当相邻符号之间有偶数个非O符号时,再将该小段的第1个O变换成+B或-B,符号的极性与前一非零符号的相反,并让后面的非零符号从符号开始再交替变化。例如:消息代码:100OOlooOOlIooOolAMI 码:+1 0 0 0 0 To0 0 0+1 -10000+1-1HDB3 码:+1 0 0 0 +V -1000
11、 -V+1-1 +B 0 0 +V -1 +1实验九图文件胡镂S砒:2日。* 、:、100% ,气加中jgV3? A 吊 2o阮六、实验报告2 .分析HDB3码的波形及功率谱。3 .总结HDB3码的测量方法。实验十曼彻斯特码一、实验目的1.了解曼彻斯特码的编码方式。2 .掌握曼彻斯特码的功率谱分析方法。3 .掌握曼彻斯特码的特点。二、实验仪器1.序列码产生器2 .单极性不归零码编码器3 .曼彻斯特码编码器4 .示波器5 .功率谱分析仪三、实验原理曼彻斯特码ManCheSterCode(又称裂相码.双向码),一种用电平跳变来表示1或0的编码,其变化规则很简单,即每个码元均用两个不同相位的电平信号
12、表示,也就是一个周期的方波,但0码和1码的相位正好相反。其对应关系为:001110信码0IoOIoll0双向码OlIO01011001101001曼彻斯特编码是一种自同步的编码方式,即时钟同步信号就隐臧在数据波形中。在曼彻斯特编码中,每一位的中间有一跳变,位中间的跳变既作时钟信号,又作数据信号;从高到低跳变表示1,从低到高跳变表示0。还有一种是差分曼彻斯特编码,每位中间的跳变仅提供时钟定时,而用每位开始时有无跳变表示0或1,有跳变为0,无跳变为1。MI玄记钮.Q .、工 oo* U用金型HI.、MZX30 140; ImihFAjvbcomnMri toftWVLfe实验十图三Jf三Mtlft
13、呀三5m-三6三HfW(9fCMtt79衿号xjm.ra-BgW(XlM2-51的18I8*FAKcomuMfnPWVlMMta&ID六、实验报告1 .论述差分码的编码方式。2 .分析差分码的波形及功率谱。3 .总结差分码的测量方法。实验十七二进制通断键控(OoK)一、实验目的1 .了解OOK信号产生的方法及其实现的方法。2 .了解OOK信号波形和功率谱的特点及其测量的方法。3 .了解OOK信号的解调及其实现的方法。二、实验仪器1 .信号发生器(余弦信号)2 .功率谱分析仪3 .示波器4 .序列码产生器5 .单极性不归零码编码器6 .乘法器7 .白高斯噪声信道8 .低通滤波器9 .判决器三、实
14、验原理二进制通断键控(OOK)方式是以单极性不归零码序列来控制正弦波的导通与关闭来实现。乘法器%(/) = 7(/) CoSQ/产生OoK信号的原理框图其功率谱密度如下所示:功率谱密度对OOK信号的解调方式有相干解调和非相干解调两种。相干解调的框图如下所示:OOK信号的相干解调“其中时钟提取部分由余弦信号代替,注意调节其频率相位与载波信号相同。另一种解调时非相干解调,如下图:图3.17-4OOK非相干解调框图本实验采用相干解调方案。实验十七图女9丈汪锂G;3Q、二M六、实验报告1.简述通断键控OOK调制解调的原理。2 .分析OOK波形的特点。3 .总结OoK的测量方法。实验十八二进制相频键控(
15、BPSK)一、实验目的1.了解用数字信号的离散值对载波的幅度.频率.相位进行键控,可获得的三种调制方式;2 .掌握PSK的调制.解调原理,了解“0”相和“”相载频信号的产生方法;.知道PSK在目前中.高速传输数据中的应用。1.序列码产生器2.信号发生器(余弦信号)3.单极性不归零码编码器4.双极性不归零码编码器5.乘法器6.白高斯噪声信道7.低通滤波器8.判决器9.示波器10.功率谱分析仪三、实验原理二进制相移键控(BPSK)是根据数字基带信号的两个电平,使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。通常,两个载波相位相差兀弧度。故有时又称为反相键控(PRK)。假如被调制的信号是二进制
16、信号用正负电平表示,则2PSK与双边带抑制载波调幅(DSB)完全等效。PSK信号可由下式表示:SPSK(t)=A*a(n)*cos(0t+)1.调制部分:在2PSK中,通常用相位0或180。分别表示1或在此用调相法生成2PSK,将数字信号与载波直接相乘,产生DSB信号。SBPSKa)=CoS(GJtf),i=或二。AC袋仅M)a(n)=lSBPSKC)三,-Acos(kot)a(n)三-l基带信号a(n)调制信号SBPSKO。载波ACoS(Oct*图3.18-1BPSK调制原理框图解调部分:BPSK必须采用相干解调,如何得到同步载波是关键。A解调信号a (n)SBPSK(t)本地载波ACOS(
17、GMtW图3.18-2BPSK解调原理框图实验十八图六、实验报告1 .用示波器观察系统调制后的波形;2 .绘制各测量点的波形图。实验十九二进制差分移相键控(DPSK)一、实验目的1 .了解差分移相键控(DPSK)的作用及其实现方法。2 .掌握DPSK的调制.解调原理。3 .了解DPSK与BPSK相比的优缺点。二、实验仪器1.信号发生器(余弦信号)2.差分编码器3 .频谱仪4.乘法器4 .示波器6.判决器5 .码序列信号产生器8.模二加9 .白高斯噪声信道10.单极性不归零码编码器11.双极性不归零码编码器12.延迟器13.低通滤波器三、实验原理DPSK调制的原理是将双极性不归零码序列进行差分编
18、码,得到二进制差分信号,再经过正弦载波的调制,得到DPSK信号。实际上,在调制端的码序列为绝对码时,输出为2PSK,调制端的码序列为相对码时,输出为DP为。b(t)图3.19TDPSK调制框图也就是说,DPSK是用相对码控制正弦载波的相位的调制方式。对于2PSK调制,在接收端可以用平方环或科斯塔斯环提取载波,但存在相位模糊问题,2DPSK的优点在于它可以克服在接收端提取载波时的相位模糊问题。DPSK信号的用干解倜框图“4.1图3.19-2DPSK相干解调框图四、实验步骤1 .如图3.19-3所示搭建实验环境2 .设置设备参数:双极性不归零码编码器:码速率设为200000ObPS载波信号(余弦信
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