新通信原理实验指导书(6)

由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，即把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 码对应的波形是占空比为0.5 的双极性归零码，即脉冲宽度τ与码元宽度（码元周期、码元间隔）TS 的关系是τ=0.5TS。

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，即接收端从该信号中来获取定时信息时，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一种。

HDB3码的全称是三阶高密度双极性码。它的编码原理是这样的：先把消息代码变换成AMI码，然后去检查AMI 码的连0串情况，当没有4个以上连0串时，则这时的AMI码就是HDB3码；当出现4个以上连0串时，则将每4个连0小段的第4个0变换成与其前一非0符号（＋1 或–1）同极性的符号。显然，这样做可能破坏“极性交替反转”的规律。这个符号就称为破坏符号，用V 符号表示（即+1 记为+V, –１记为–V）。为使附加V符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性，还必须保证相邻V符号也应极性交替。这一点，当相邻符号之间有奇数个非０符号时，则是能得到保证的；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 变换成+B 或–B符号的极性与前一非0 符号的相反，并让后面的非0符号从V 符号开始再交替变化。

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

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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个连0码，再将所有–1变成+1 后便得到原消息代码。HDB3 码是占空比为 0.5 的双极性归零码。

设信息码为0000 0110 0001 0000 0，则NRZ 码、AMI 码，HDB3 码如图3.1 所示。

图3.1 NRZ、AMI、HDB3 关系图

HDB3 码是CCITT 推荐使用的线路编码之一。HDB3 码的特点是明显的，它除了保持AMI 码的优点外，还增加了使连0 串减少到至多3 个的优点，这对于定时信号的恢复是十分有利的。AMI/HDB3 频谱示意图参见图3.2.。

1．1．2 实验电路说明 图 3.2 AMI/HDB3 频谱示意图

在通信原理综合试验箱中，采用了CD22103 专用芯片（UD01）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 码字的转换，而是采用运算放大器（UD02）完成对AMI/HDB3 输出进行电平变换。变换输出为双极性码或单极性码。由于AMI/HDB3 为归零码，含有丰富的时钟分量，因此输出数据直接送到位同步提取锁相环（PLL）提取接收时钟。其AMI/HDB3 编译码系统组成电原理图见图3.3。

图 3.3 AMI/HDB3码型变换电路原理图

电路的工作原理：

输入的码流进入UD01 的1脚，在2 脚时钟信号的推动下输入UD01 的编码单元，HDB3 与AMI 由跳线开关KD03 选择。编码之后的结果在UD01 的14（TPD03）、15（TPD04）

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脚输出。输出信号在电路上直接返回到UD01 的11、13 脚，由UD01 内部译码单元进行译码。通常译码之后TPD07 与TPD01的波形应一致，但由于当前的输出HDB3 码字可能与前4 个码字有关，因而HDB3 的编译码时延较大。运算放大器UD02A 构成一个差分放大器，用来将线路输出的HDB3 码变换为双极性码输出（TPD05）。运算放大器UD02B 构成一个相加器，用来将线路输出的HDB3码变换为单极性码输出（TPD08）。

跳线开关KD01 用于输入编码信号选择：当KD01 设置在Dt 位置时（左端），输入编码信号来自复接模块的TDM 帧信号；当KD01 设置在M 位置时（右端），输入编码信号来自本地的m 序列，用于编码信号观测。本地的m 序列格式受CMI 编码模块跳线开关KX02 控制：KX02 设置在1_2 位置（左端），为15 位周期m 序列（111100010011010）；KX02 设置在2_3 位置（右端），为7 位周期m 序列（1110010）。

跳线开关KD02 用于选择将双极性码或单极性码送到位同步提取锁相环提取收时钟：当KD02 设置在1_2 位置（左端），输出为双极性码；当KD02 设置2_3 位置（右端），输出为单极性码。

跳线开关KD03 用于AMI 或HDB3 方式选择：当KD03 设置在HDB3 状态时（左端），UD01 完成HDB3 编译码系统；当KD03 设置在AMI 状态时（右端），UD01 完成AMI 编译码系统。

该模块内各测试点的安排如下：

1．TPD01：编码输入数据（256Kbps） 2．TPD02：256KHz 编码输入时钟（256KHz） 3．TPD03：HDB3 输出+ 4．TPD04：HDB3 输出–

5．TPD05：HDB3 输出（双极性码） 6．TPD06：译码输入时钟（256KHz） 7．TPD07：译码输出数据（256Kbps） 8．TPD08： HDB3 输出（单极性码）

1．2实验内容与方法步骤

AMI/HDB3 编译码系统组成框图见图3.4。

图 3.4 AMI/HDB3 编译码模块组成框图

1. AMI 码编码规则验证

（1） 首先将输入信号选择跳线开关KD01 设置在M 位置（右端）、单/双极性码输出选择开关设置KD02 设置在2_3 位置（右端）、AMI/HDB3 编码开关KD03 设置在AMI 位

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