c、探讨被抽样信号经不同滤波器恢复的频谱和时域波形:
被抽样信号与经过滤波器后恢复的信号之间的频谱是否一致?如果一致,是否就是说原始信号能够不失真的恢复出来?用示波器分别观测fir滤波恢复和iir滤波恢复情况下,译码输出3#的时域波形是否完全一致,如果波形不一致,是失真呢?还是有相位的平移呢?如果相位有平移,观测并计算相位移动时间。
答:恢复出的信号与被抽样信号不完全一致,同时同一信号经FIR和IIR滤波器恢复出的波形也不一致,同时两种滤波器输出波形都大约相对于原始波形延迟1ms。
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五、 问题分析
1.滤波器的幅频特性是如何影响抽样恢复信号的?简述平顶抽样和自然抽样的原理和实现方法。
答:抗混叠滤波器的截止频率等于源信号谱中最高频率fn,将高频分量滤除。经滤波后得到的信号包含了原信号频谱的全部内容,故在低通滤波器输出端可以得到恢复后的原信号。当抽样频率小于2倍的原信号的最高频率即滤波器的截止频率时,抽样信号的频谱会发生混叠现象,从发生混叠后的频谱中无法用低通滤波器获得信号频谱的全部内容,从而导致失真。
平顶抽样原理:抽样脉冲具有一定持续时间,在脉宽期间其幅度不变,每个抽样脉冲顶部不随信号变化。实际应用中是采用抽样保持电路来实现的。
自然抽样原理:抽样脉冲具有一定持续时间,在脉宽期间其幅度不变,每个抽样脉冲顶部随信号幅度变化。用周期性脉冲序列与信号相乘就可以实现。 2.思考一下,实验步骤中采用3K+1K正弦合成波作为被抽样信号,而不是单一频率的正弦波,在实验过程中波形变化的观测上有什么区别?对抽样定理理论和实际的研究有什么意义?
答:观测波形变化时可以方便地通过比较两个极大值的大小来查看失真情况,观测波形变化时更稳定,使抽样定理理论的验证结果更可靠。
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实验七 HDB3码型变换实验
一.实验目的
1. 了解几种常用的数字基带信号的特征和作用 2. 了解HDB3码的编译规则
3. 了解滤波法位同步在码变换过程中的作用
二.实验器材
1.主控&信号源、2号、8号、13号模块 2.双踪示波器 3.连接线
各一块 一台 若干
三.实验原理
数字通信系统中,有时不经过数字基带信号与信道信号之间的变换,只由终端设备进行信息与数字基带信号之间的变换,然后直接传输数字基带信号。在基带传输中经常采用AMI码(符号交替反转码)和HDB3码(三阶高密度双极性码)。适合线路上传输的码型,以下几点考虑:
1.在选用的码型的频谱中应该没有直流分量,低频分量也应尽量少。这是因为终端机输出电路或再生中继器都是经过变压器与电缆相连接的,而变压器是不能通过直流分量和低频分量的。
2.传输型的频谱中高频分量要尽量少这是因为电缆中信号线之间的串话在高频部分更为严重,当码型频谱中高频分量较大时,就限制了信码的传输距离或传输质量。
3.码型应便于再生定时电路从码流中恢复位定时。若信号中连“0”较长,则等效于一段时间没有收脉冲,恢复位定时就困难,所以应该使变换后的码型中连“0”较少。
4.设备简单,码型变换容易实现。(5)选用的码型应使误码率较低。双极性基带信号波形的误码率比单极性信号的低。根据这些原则,在传输线路上通常采用AMI码和HDB3码。
HDB3码(三阶高密度双极性码)
①编码规则:连0串<4时,进行AMI编码,即传号极性交替;连0串>=4时,将第4个0变为非0符号(+V或-V),称破坏脉冲V码;当相邻V之间有偶数个(含0个)非0符号时,再将该小段的第1个0变换成B,称附加脉冲B码。
极性规则:极性交替规则——“1”码和“B”码一起作极性交替,“V”码也作极性交替;极性破坏规则——“V”码必须与前一个“1”码或“B”码同极性。
例:基带二进制:1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1
AMI码:-1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1+1 0 0 0 0-1+1
HDB3码:-1 0 0 0-V +1 0 0 0 +V -1+1-B 0 0 -V+1-1
②特点:无直流分量,且只有很小的低频分量;HDB3中连0串的数目至多为3个,易于提取定时信号;编码规则复杂,但译码较简单。
③解码规则:寻找两个相邻的同极性码,后者即为“V”码;把“V”码连同其前3位码均改为“0”,所有的“〒1”均改为“1”,即恢复信号。
AMI码:我们用“0”和“1”代表传号和空号。AMI码的编码规则是“0”码不变,“1”码则交替地转换+1和-1。当码序列是1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1时,AMI码就变为:+1 0 0 -1 0 0 0 +1 -1 +1 0 -1。这种码型交替出现正、负极脉冲,所以没直流分量,低频分量
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也很少。这种码的反变换也很容易,在再生信码时,只要将信号整流,即可将“-1”转换成“+1”,恢复成单极性码,这种未能解决信号中的长“0”的问题。
四.实验步骤与波形
1.编码输入数据TH3
2.
编码输出数据TH1
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3. 编码输入数据及基带码元奇数位波形 (黄色:编码输入数据)
(蓝色:基带码元基数位波形)
4. 码元输入数据及基带码元偶数位波形 (黄色:编码输入数据)
(蓝色:基带码元偶数位波形)
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