BS为位同步信号，频率为170.5kHz。S1、S2、S3为3个选通信号，频率分别为BS信号频率的1/2、1/4和1/8。74193是一个4位二进制加/减计数器，当CD= PL =1、MR=0时，可在Q0、QB、QC及QD端分别输出上述4个信号。
40160是一个二一十进制加计数器，预置在7状态，完成÷3运算，在Q0和Q1端分别输出选通信号S4、S5，这两个信号的频率相等、等于S3信号频率的1/3。
分频器输出的S1、S2、S3、S4、S5等5个信号的波形如图1-3（a）和1-3（b）所示。 （2）八选一
采用8路数据选择器4512，它内含了8路传输数据开关、地址译码器和三态驱动器，其真值表如表1-1所示。US5、US6和US7的地址信号输入端A、B、C并连在一起并分别接S1、S2、S3信号，它们的8个数据信号输入端x0 ~ x7分别K1、K2、K3输出的8个并行信号连接。由表1-1可以分析出US5、US6、US7输出信号都是码速率为170.5Kbit/s、以8位为周期的串行信号。 （3）三选一
三选一电路原理同八选一电路原理。S4、S5信号分别输入到US8的地址端A和B，US5、US6、US7输出的3路串行信号分别输入到US8的数据端x3、x0、x1，U8的输出端即是一个码速率为170.5KB的2路时分复用信号，此信号为单极性不归零信号（NRZ）。
S1S2S3(a)S3S4S5(b)
图1-3 分频器输出信号波形
（4）倒相与抽样
图1-1中的NRZ信号的脉冲上升沿或下降沿比BS信号的下降沿稍有点迟后。在实验二的数字调制单元中，有一个将绝对码变为相对码的电路，要求输入
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的绝对码信号的上升沿及下降沿与输入的位同步信号的上升沿对齐，而这两个信号由数字信源提供。倒相与抽样电路就是为了满足这一要求而设计的，它们使NRZ-OUT及BS-OUT信号满足码变换电路的要求。
表1-1 4512真值表
C 0 0 0 0 1 1 1 1 Φ Φ
B 0 0 1 1 0 0 1 1 Φ Φ A 0 1 0 1 0 1 0 1 Φ Φ INH 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Φ DIS 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Z x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 0 高阻 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1-4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1-4 FS、NRZ-OUT波形
2、HDB3编译码
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的双极性归零码。
设信息码为0000 0110 0001 0000 0，则NRZ码、AMI码，HDB3码如图1-5所示。
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分析表明，AMI码及HDB3码的功率谱如图1-6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1-6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。
图1-5 NRZ、AMI、HDB3关系图
图1-6 AMI、HDB3、RZ|τ=0.5TS频谱
组成模块如下图所示：
端口说明： CCLK： 编码时钟输入端 DIN： 编码数据输入端 HDB3－OUT： 密勒编码结果输出端
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DCLK： HDB3－IN： DOUT： HDB－PN： 五、实验步骤
译码时钟输入端 密勒译码数据输入端 译码结果输出端 HDB3整流输出信号
1、熟悉信源模块和HDB3编译码模块的工作原理。
2、打开电源开关及模块电源开关，用示波器观察数字信号源模块上的各种信号波形。
用同轴电缆将FS输出与示波器外同步信号输入端相连接，把FS作为示波器的外同步信号，进行下列观察：
（1） 示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极
管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；
（2） 用拨码K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同
步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。 3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。 用信源模块的FS信号作为示波器的外同步信号。 （1） 实验连线：
CCLK：从数字信号源模块引入BS-OUT。
DIN：从数字信号源模块引入NRZ-OUT。 HDB3－OUT与HDB3－IN短接。
DCLK与位同步恢复模块BS-OUT（两种方式任选其一，如VCO锁相环方式）连接。
HDB＿PN位同步恢复模块DATA-IN（两种方式任选其一，如VCO锁相环方式）连接。
（2） 示波器的两个探头CH1和CH2分别接NRZ-OUT和HDB3-OUT，
将信源模块KS1、KS2、KS3的每一位都置1，观察并记录全1码对应的HDB3码；再将KS1、KS2、KS3置为全0，观察全0码对应的HDB3码。观察时应注意编码输出HDB3比输入NRZ-OUT延迟了5个码元。
（3） 将KS1、KS2、KS3分别置于1001 0010 1111 0000 1010 0101态，观
察并记录对应的HDB3码。
（4） 将KS1、KS2、KS3置于1001 0010 1111 0000 1010 0101，CH1接
NRZ-OUT，CH2分别接HDB＿PN、BS-OUT和DOUT ，观察这些
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信号波形。观察时应注意：
? 记录DOUT信号（译码输出）迟后于DIN信号（编码输入）的码元个数。
? HDB3码是占空比等于0.5的双极性归零码，HDB＿PN是占空比等于0.5的单极性归零码。
? 对于AMI码，本实验中若24位信源代码中只有1个“1“码，则无法从AMI码中得到一个符合要求的位同步信号，因此不能完成正确的译码。若24位信源代码全为“0”码，则更不可能从AMI信号（亦是全0信号）得到正确的位同步信号。信源代码连0个数越多，越难于从AMI码中提取位同步信号（或者说要求带通滤波的Q值越高，因而越难于实现），译码输出NRZ越不稳定。而HDB3码则不存在这种问题。
六、实验报告要求
1. 记录并说明光栅上亮暗的位置、拨码开关、信源信号三者之间的关系。 2. 记录时钟信号、信源信号、帧同步信号与位同步信号的波形，并说明三
者之间的关系。
3. 设代码为全1，全0及1001 0010 1111 0000 1010 0101，给出HDB3码的
代码和波形。
4. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。
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