实验一 AMI/HDB3 码型变换
一、实验原理
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的+1、–1、+1、–1…
由于AMI码的传号交替反转，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。
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。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。
HDB3码的译码比较简单。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）。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。
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），完成HDB3编译码系统；当KD03设置在AMI状态时（右端），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、 TPD05：HDB3输出（双极性码） 4、 TPD06：译码输入时钟（256KHz） 5、 TPD07：译码输出数据（256Kbps） 6、 TPD08： HDB3输出（单极性码）
二、实验仪器
1、 JH5001通信原理综合实验系统 2、 20MHz双踪示波器 3、 函数信号发生器
一台 一台 一台
三、实验目的
1、 了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3码的编码规则； 2、 熟悉HDB3码的基本特征；
3、 熟悉HDB3码的编译码器工作原理和实现方法； 4、 根据测量和分析结果，画出电路关键部位的波形；
四、实验内容和实验结果
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位置（右端），使该模块工作在AMI码方式。
（2） 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置（右端），
产生7位周期m序列。用示波器同时观测输入数据TPD01和AMI输出双极性编码数据TPD05波形及单极性编码数据TPD08波形，观测时用TPD01同步。分析观测输入数据与输出数据关系是否满足AMI编码关系，画下一个M序列周期的测试波形。
（3） 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置（左端），
产生15位周期m序列。重复上述测试步骤，记录测试结果。
（4） 将输入数据选择跳线开关KD01拨除，将示波器探头从TPD01测试点移去，使
输入数据端口悬空产生全1码。重复上述测试步骤，记录测试结果。
（5） 将输入数据选择跳线开关KD01拨除，用一短路线一端接地，另一端十分小心
地插入测试孔TPD01，使输入数据为全0码（或采用将示波器探头接入TPD01测试点上，使数据端口不悬空，则输入数据亦为全0码）。重复上述测试步骤，记录测试结果。
2. AMI码译码和时延测量
（1） 将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置（右端）；将CMI编码模块内的
M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置（左端），产生15位周期m序列；将锁相环模块内输入信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置（左端）。 （2） 用示波器同时观测输入数据TPD01和AMI译码
输出数据TPD07波形，观
测时用TPD01同步。观测AMI译码输出数据是否满正确，画下测试波形。问：AMI编码和译码的的数据时延是多少？
（3） 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置（右端），
产生7位周期m序列。重复上译步骤测量，记录测试结果。问：此时AMI编码和译码的的数据时延是多少？
3. HDB3码变换规则验证
（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HDB3位置（左端），使该模块工作在HDB3码方式。
（2） 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置（右端），
产生7位周期m序列。用示波器同时观测输入数据TPD01和AMI输出双极性编码数据TPD05波形及单极性编码数据TPD08波形，观测时用TPD01同步。分析观测输入数据与输出数据关系是否满足AMI编码关系，画下一个M序列周期的测试波形。
（3） 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置（左端），
产生15位周期m序列。重复上述测试步骤，记录测试结果。
（4） 使输入数据端口悬空产生全1码（方法同1），重复上述测试步骤，记录测试结
果。
（5） 使输入数据为全0码（方法同1），重复上述测试步骤，记录测试结果。 4. HDB3码译码和时延测量
（1） 将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置（右端）；将CMI编码模块内的
M序列类型选择跳线开关KX02设置在1_2位置（左端），产生15位周期m序列；将锁相环模块内输入信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置（左端）。 （2） 用示波器同时观测输入数据TPD01和HDB3译码输出数据TPD07波形，观测
时用TPD01同步。分析观测HDB3编码输入数据与HDB3译码输出数据关系是否满足HDB3编译码系统要求，画下测试波形。问：HDB3编码和译码的的数据时延
是多少？
（3） 将CMI编码模块内的M序列类型选择跳线开关KX02设置在2_3位置（右端），
产生7位周期m序列。重复上译步骤测量，记录测试结果。问：此时HDB3编码和译码的的数据时延是多少，为什么？
五、实验报告
（1）记录实验波形和数据
（2）分析AMI码和HDB3码为什么会使信号消除直流分量且频带压缩。
（3）AMI码和HDB3码相比各有什么优缺点？为什么HDB3码编码时延比AMI码大，有多大影响？
（4）还有哪些常用传输码型，与AMI码和HDB3码相比有哪些优缺点？