通信原理实验12AMIHDB3编译码过程实验

实验十二 AMI / HDB3编译码过程实验 实验内容

1.AMI/HDB3码型变换编码观察实验 2.AMI/HDB3码型变换译码观察实验 一. 实验目的

1.熟悉AMI / HDB3编译码的工作过程。

2.观察AMI / HDB3码型变换编译码电路的测量点波形。 二. 实验工作原理

在分析HDB3数字基带信号传输及HDB3码型变换线路编译码工作原理之前，首先对本实验电路中使用的HDB3专用集成电路CD22103芯片作一介绍：

（一） HDB3专用集成电路CD22103 1.引脚功能说明

第1脚：NRZ I —发端非归零码输入脚

欲需进行HDB3编码的非归零输入数据，它被编码时钟CP1的下降沿定位。

第2脚：CP1—发端编码时钟输入脚 对NRZ I数据编码的输入时钟。

第3脚：AMI／HDB3—码变换方式选择输入脚， 若AMI / HDB3=L，为NRZ－AMI编译码； 若AMI／HDB3＝H,为HDB3编译码。 第4脚：NRZ O —收端非归零码输出脚 译码后非归零数据，它定位于CP2上升沿。 第5脚：CP2 —收端解码时钟输入脚 对AIN、BIN数据进行解码的时钟信号。 第6脚：SET —输入HDB3码连零告警置位端。

第7脚：AIS — HDB3码连零告警输出端。当SET ＝ L时，译码计数器清零，此后若

AIS=L，表示前段在SET = H期间译码过程中出现不少于3个“0”；若AIS=H，表示出现少于3个“0”。当SET = H时，使译码计数器工作，进行连“0”统计。第8脚：GND —地。

第9脚：ERR —收端误码检测输出端、

它一违犯HDB3编码规律为标准，统计接收HDB3码的错误情况。若HDB3码出现

同极性的3个“1”时，则ERR = H。 第10脚：CP3 —收端时钟输出端

提供为位同步需要的时钟信息，若LTE = L，CP3 = AIN+BIN； 68

若LTE = H，则 CP3 = OUT1+OUT2 第11脚：AIN —解码输入端（＋） 第12脚：LTE —工作自环控制输入脚

自环/工作控制信号，当：LTE = L，为正常工作状态，编解码器，异步地工作：当LTE = H，内部将OUT1与AIN，OUT2与BIN短接，CP3 = OUT1+OUT2 ，

电路处于环路测试状态，此时NRZ相对于NRZ0延时6.5个时钟周期。

第13脚：BIN —解码输入端（一）

表示接收的欲解码两路单极性HDB3（＋）、（一）码序列，它输入后被解码时钟CP2的上升澡抽样。

第14脚：OUT1 —发端编码输出端（一） 第15脚：OUT2 —发端编码输出端（＋）

表示编码后HDB3的两路单极性码序列，通常经变压器合成三电平HDB3码。HDB3码输出。

第16脚：V＋—正电源，电压通常为+5V±5％。 2.集成电路CD22103功能框图

集成电路CD22103功能框图如图12-1所示。

图12-1 集成电路CD22103功能框图 （二） HDB3电路的工作原理

AMI码的全称是传号交替反转码。这是一种将消息代码0（空号）和1（传号）按如下规则进行编码的码：代码的0仍变换为传输码的0，而把代码中的1交替地变换为传输码

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的＋1、－1、＋1、－1…

由于AMI码的信号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。

从AMI码的编码规则看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，而且也是一个二进制符号变换成一个三进制符号。把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为1B／1T码型。

AMI码除有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观察误码情况等优点，它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。但是，AMI码有一个重要缺点，即当它用来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串，因而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，人们提出了许多种类的改

进AMI码，HDB3码就是其中有代表性的码。

HDB3码是三阶高密度码的简称。HDB3码保留了AMI码所有的优点（如前所述），还可将连码在3个以内，克服了AMI码如果长连“0”过多对提取定时钟不利的缺点。HDB3码的功率谱基本上与AMI码类似。由于HDB3码诸多优点，所以CCITT建议把HDB3码作为PCM传输系统的线路码型。

如何由二进制码转换成HDB3码呢？ HDB3码编码规则如下：

1．二进制序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码，但当出现四个连“0”码时，用取代节000V或B00V代替。取代节中V码、B码均代表“1”码，它们可正可负（即

V+=＋1，V-=－1，B+=＋1，B-=－1）。

2．取代节的安排顺序是：先用000V，当它不能用时，再用B00V，000V取代节的安排要满足以下两个要求：

（1）各取代节之间的V码要极性交替出现（为了保证传号码极性交替出现，不引

入直流成份）。

（2）V码要与前一个传号码的极性相同（为了在接收端能识别出哪个是原始传号码，哪个是V码和B码，以恢复成原二进制码序列）。

当上述两个要求能同时满足时，用000V代替原二进制码序列中的4个“0”（用000V+或000V-）；而当上述两个要求不能同时满足时，则改用B00V（B+00V+或B-00V-，实质上是将取代节000V中第一个“0”码改成B码）。

3．HDB3码序列中的传号码（包括“1”码、V码和B码）除V码外要满足极性交替出现的原则。

下面我们举个例子来具体说明一下，如何将二进制码转换成HDB3码。

二进制码序列:

1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 HDB3码序列:

V+ -1 0 0 0 V- +1 0 –1 B+ 0 0 V 0 –1 +1 –1 0 0 0 V- B+ 0 0 V+ 0 –1

从上例可以看出两点：

（1）当两个取代节之间原始传号码的个数为奇数时，后边取代节用000V；当两个取代节之间原始传号码的个数为偶数时，后边取代节用B00V

（2）V码破坏了传号码极性交替出现的原则，所以叫破坏点；而B码未破坏传号码极性交替出现的原则，叫非破坏点。

虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码却比较简单。从上述原理看出，每一个破坏符号V总是与前一非0符号同极性（包括B在内）。这就是说，从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V于是也断定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4

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个连0码，再将所有－1变成＋1后便得到原消息代码。

图12－2 NRZ－HDB3编码工作波形 （三）电路的工作过程

译码是编码的逆过程。其波形如图12－3所示。但CP2应比译码输入（AIN、BIN）稍有延时。环路测试由LTE控制，若LTE＝H，则

OUT1、OUT2内部短接到对应的AIN、BIN，此时NRZ0应为NRZ i，但延后8个时钟周期左右。CP3为AIN、BIN相加波形，供收端提取时钟用。

图12- 4 HDB3编译码电原理图 （四）实验电路工作原理

在实验系统中，电原理图如图12-4所示。采用了UA01（SC22103专用芯片）实现AMI／HDB3的编译码实验，在该电路模块中，没有采用复杂的线圈耦合的方法来实现HDB3码字的调试，而是采用UA02A(TL084)对HDB3的输出进行变换。

输入的码流由UA01的1脚在2脚时钟信号的推动下输入，HDB3与AMI由KA01选择。编码之后的结果在UA01的14、15脚输出。而后在电路上直接由UA01的11、13脚返回，再由UA03进行译码。

正确译码之后TPA01与TPA08的波形应一致，但由于HDB3的编译码规则较复杂，当前的输出HDB3码字可能与前4个码字有关，因而HDB3的编译码时延较大。 AMI与HDB3的选择可通过KA01设置，当KA01设置在1－2状态时，UA01完成HDB3编译码过程；当KA01设置在1－2状态时，UA01完成AMI编译码过程。AMI／HDB3的编译码工作波形如图12-5所示。（为了便于说明，编码电路各波形的时延都已略去）

三. 实验内容

1.AMI / HDB3码型变换编码观察实验。 2.AMI / HDB3码型变换译码观察实验。 72

图12-5 AMI／HDB3的编译码工作波形 四. 实验步骤

（1）按下按键开关：K01 、K02、KA00。

（2）跳线开关设置：KA01置1-2（AMI）或2–3（HDB3）、KA02置2–3、KA03置2-3。

五. 测量点说明

TPA01：发端数字基带信码输入，码型为：000011101100101，

如反相属正常，不影响正常实验。

TPA02：发端KHz HDB3编码的工作时钟输入。 TPA03：AMI/HDB3编码时的OUT1输出波形。 TPA04：AMI/HDB3编码时的OUT2输出波形。 TPA05：AMI/HDB3编码输出波形。 TPA06: 正常工作时为低电平。

TPA07: 收端译码数字基带信码输出，码型同TPA01，波形有延时。 73