6 C 0 0 0 0 1 1 1 1 Φ
B 0 0 1 1 0 0 1 1 Φ A 0 1 0 1 0 1 0 1 Φ STR 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Y x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 0 FS信号可用作示波器的外同步信号，以便观察2DPSK等信号。
FS信号、NRZ-OUT信号之间的相位关系如图1-5所示，图中NRZ-OUT的无定义位
为0，帧同步码为1110010，数据1为11110000，数据2为00001111。FS信号的低电平、高电平分别为4位和8位数字信号时间，其上升沿比NRZ-OUT码第一位起始时间超前一个码元。
帧同步码NRZ-OUT数据1数据2FS
图1-5 FS、NRZ-OUT波形
2. HDB3编译码
原理框图、电原理图分别如图1-6和图1-7所示。本单元有以下测试点及输出点：
? NRZ_IN ? BS_IN ? NRZ_OUT ? BS- OUT
编码器输入信号 位同步输入信号 译码器输出信号 锁相环输出的位同步信号 编码器输出信号
?（AMI）HDB3-OUT
?（AMI）HDB3-IN 译码器输入信号 ?（AMI）HDB3-D
AMI/HDB3整流输出信号
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+H-OUT NRZ-IN (AMI)HDB3 BS-IN 编译码器 -H-OUT 单—双 变 换 HDB3 (AMI) 双—单 变 换 +H -H 整流器 相加器 NRZ-OUT BS-OUT 锁相环 限幅放大 带通 (AMI)HDB3-D
图1-6 HDB3编译码方框图
本模块上的开关K320用于选择码型，K320位于右边（A端）选择AMI码，位于左边（H端）选择HDB3码。
图1-6中各单元与图1-7各单元器件的对应关系如下： ? HDB3编译码器 ? 单/双极性变换器 ? 双/单极性变换器 ? 相加器 ? 带通
U320：HDB3编译码集成电路CD22103A U321：模拟开关4052 U324：非门74HC04 U325：或门74HC32 U322、U323：运放UA741 U326：运放LM318 U327：集成锁相环CD4046
下面简单介绍AMI、HDB3码编码规律。
AMI码的编码规律是：信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1，1的符号交替
反转；信息代码0的为0码。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。
HDB3码的编码规律是：4个连0信息码用取代节000V或B00V代替，当两个相邻
V码中间有奇数个信息1码时取代节为000V，有偶数个信息1码（包括0个信息1码）时取代节为B00V，其它的信息0码仍为0码；信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1；HDB3码中1、B的符号符合交替反转原则，而V的符号破坏这种符号交替反转原则，但相邻V码的符号又是交替反转的；HDB3码是占空比为0.5的双极性
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? 限幅放大器 ? 锁相环
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归零码。
设信息码为0000 0110 0001 0000 0，则NRZ码、AMI码，HDB3码如图1-8所示。
分析表明，AMI码及HDB3码的功率谱如图1-9所示，它不含有离散谱fS成份（fS
=1/TS，等于位同步信号频率）。在通信的终端需将它们译码为NRZ码才能送给数字终端机或数模转换电路。在做译码时必须提供位同步信号。工程上，一般将AMI或HDB3码数字信号进行整流处理，得到占空比为0.5的单极性归零码（RZ|τ=0.5TS）。这种信号的功率谱也在图1-9中给出。由于整流后的AMI、HDB3码中含有离散谱fS ，故可用一个窄带滤波器得到频率为fS的正弦波，整形处理后即可得到位同步信号。本单元用CD22103集成电路进行AMI或HDB3编译码。当它的第3脚（HDB3/ AMI）接+5V时为HDB3编译码器，接地时为AMI编译码器。编码时，需输入NRZ码及位同步信号，它们来自数字信源单元，已在电路板上连好。CD22103编码输出两路并行信号+H-OUT和-H-OUT，它们都是半占空比的正脉冲信号，分别与AMI或HDB3码的正极性信号及负极性信号相对应。这两路信号经单/双极性变换后得到AMI码或HDB3。
双/单极性变换及相加器构成一个整流器。整流后的（AMI）HDB3-D信号含有位同步信号频率离散谱。由于位同步频率比较低，很难将有源带通滤波器的带宽做得很窄，它输出的信号BPF是一个幅度和周期都不恒定的正弦信号。对此信号进行限幅放大处理后得到幅度恒定、周期变化的脉冲信号，但仍不能将此信号作为译码器的位同步信号，需作进一步处理。当锁相环的自然谐振频率足够小时，对输入的电压信号可等效为窄带带通滤波器（关于锁相环的基本原理将在实验三中介绍）。本单元中采用电荷泵锁相环构成一个Q值约为35的的窄带带通滤波器，它输出一个符合译码器要求的位同步信号BS-OUT。
译码时，需将AMI或HDB3码变换成两路单极性信号分别送到CD22103的第11、第13脚，此任务由双/单变换电路来完成。
当信息代码连0个数太多时，从AMI码中较难于提取稳定的位同步信号，而HDB3
中连0个数最多为3，这对提取高质量的位同信号是有利的。这也是HDB3码优于AMI码之处。HDB3码及经过随机化处理的AMI码常被用在PCM一、二、三次群的接口设备中。
在实用的HDB3编译码电路中，发端的单/双极性变换器一般由变压器完成；收端的双/单极性变换电路一般由变压器、自动门限控制和整流电路完成，本实验目的是掌握HDB3编码规则，及位同步提取方法，故对极性变换电路做了简化处理，不一定符合实用要求。
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图1-7 HDB3编译码电路图 9
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图1-8 NRZ、AMI、HDB3关系图
图1-9 AMI、HDB3、RZ|τ=0.5TS频谱
CD22103的引脚及内部框图如图1-10所示，引脚功能如下：
HDB3/AMI +HDB3-OUT CTX 编 码 16 NRZ-IN 1 VDD NRZ-IN -HDB3-OUT CTX 2 15 +HDB3-OUT LTE CKR HDB3/AMI - 3 14 -HDB3-OUT NRZ-OUT 4 13 -HDB3-IN +HDB3-IN 译 码 NRZ-OUT CRX 5 12 LTE -HDB3-IN RAIS 6 11 +HDB3-IN CRX 误码检出 ERR AIS 7 10 CKR V_ 8 9 ERR AISAIS检出 RAIS （a） 引 脚 (b) 内部框图 图1-10 CD22103的引脚及内部框图
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