實驗一 cpld可程式設計數碼訊號發生器實驗
一、實驗目的
1．熟悉各種時鐘訊號的特點及波形
2．熟悉各種數碼訊號的特點及波形
二、實驗電路的工作原理
（一）、cpld可程式設計模組二電路的功能及電路組成
圖1-1是cpld可程式設計模組的電路圖。
cpld可程式設計模組用來產生實驗系統所需要的各種時鐘訊號和各種數碼訊號。它由cpld可程式設計器件altera公司的epm7128 (或者是xilinx公司的xc95108)、**介面電路和一塊晶振組成。晶振jz101用來產生系統內的4.
096mhz主時鐘。本實驗要求參加實驗者了解這些訊號的產生方法、工作原理以及測量方法，才可通過cpld可程式設計器件的二次開發生成這些訊號，理論聯絡實驗，提高實際操作能力。
（二）、各種訊號的功用及波形
1． 83腳輸入4.096mhz時鐘，方波。由jz101產生的4.096mhz時鐘，經r118，從83腳送入u101進行整形，然後進行分頻輸出。
2． 58腳，輸出2.048mhz時鐘，方波。
3． 56腳，輸出1.024mhz時鐘，方波。
4． 28腳，輸出64khz時鐘，方波。
5． 29腳，輸出32khz時鐘，方波。
6． 15腳，輸出16khz時鐘，方波。
7． 31腳，輸出2khz時鐘，方波。
8． 16腳，輸出1khz時鐘，方波。
9． 27腳，輸出8 khz的窄脈衝同步訊號（zm80），供pcm（一）用。
10． 36腳，輸出第一時序8 khz的窄脈衝同步訊號（zm81），供pcm（二）用。
11． 35腳，輸出第二時序8 khz的窄脈衝同步訊號（zm82），供pcm（二）用。
12． 34腳，輸出第三時序8 khz的窄脈衝同步訊號（zm83），供pcm（二）用。
13． 33腳，輸出第四時序8 khz的窄脈衝同步訊號（zm84），供pcm（二）用。
zm81、zm82、zm83、zm84的時間間隔為125μs,可通過程式設計來改變它們的時序及時間間隔，它們同時接到j102，通過跳接器選擇，供pcm（二）使用（見圖1－1）。
圖1-1 cpld可程式設計模組電路圖
三、實驗內容
1．熟悉通訊原理實驗系統電路組成。
2．熟悉訊號發生器各測量點訊號波形。
3．測量並分析各測量點波形及資料。
四、實驗步驟
1．開啟電源開關k01、k02，使系統工作。
2．用示波器測出各測量點波形，並對每一測量點的波形加以分析。gnd為接地點，測量各點波形時示波器探頭的地線應接地良好。
各測量點波形如圖1－2所示，具體說明如下：
tp101：2048khz的時鐘訊號。
tp102：128khz的時鐘訊號。
tp103：8khz的時鐘訊號。
tp104：偽隨機序列碼，碼元速率為2khz，碼型為 1111。
tp105：偽隨機序列碼，碼元速率為32khz，碼型為1111。
tp101 2048khz
tp102128khz
tp103 8khz
tp104 2khzpn
tp10532kzpn
五、實驗報告要求
1．分析各種時鐘訊號及數碼訊號產生的方法，敘述其功用。
2．畫出各種時鐘訊號及數碼訊號的波形
3．記錄實驗**現的問題，提出改進意見。
實驗二 ami / hdb3編譯碼過程實驗
一. 實驗目的
1.熟悉ami / hdb3編譯碼的工作過程。
2.觀察ami / hdb3碼型變換編譯碼電路的測量點波形。
二. 實驗工作原理
在分析hdb3數字基帶訊號傳輸及hdb3碼型變換線路編譯碼工作原理之前，首先對本實驗電路中使用的hdb3專用積體電路cd22103晶元作一介紹：
（一） hdb3專用積體電路cd22103
1.引腳功能說明
第1腳：nrzi — 發端非歸零碼輸入腳
欲需進行hdb3編碼的非歸零輸入資料，它被編碼時鐘cp1的下降沿定位。
第2腳：cp1—發端編碼時鐘輸入腳
對nrzi資料編碼的輸入時鐘。
第3腳：ami／hdb3—碼變換方式選擇輸入腳，
若ami / hdb3=l，為nrz－ami編譯碼；
若ami／hdb3＝h,為hdb3編譯碼。
第4腳：nrzo — 收端非歸零碼輸出腳
解碼後非歸零資料，它定位於cp2上公升沿。
第5腳：cp2 — 收端解碼時鐘輸入腳
對ain、bin資料進行解碼的時鐘訊號。
第6腳：set — 輸入hdb3碼連零告警置位端。
第7腳：ais — hdb3碼連零告警輸出端。當set ＝ l時，解碼計數器清零，此後若
ais=l，表示前段在set = h期間解碼過程**現不少於3個「0」；若ais=h，表示出現少於3個「0」。當set = h時，使解碼計數器工作，進行連「0」統計。
第8腳：gnd — 地。
第9腳：err — 收端誤碼檢測輸出端、
它一違犯hdb3編碼規律為標準，統計接收hdb3碼的錯誤情況。若hdb3碼出現同極性的3個「1」時，則err = h。
第10腳：cp3 — 收端時鐘輸出端
提供為位同步需要的時鐘資訊，若lte = l，cp3 = ain+bin；
若lte = h，則 cp3 = out1+out2
第11腳：ain — 解碼輸入端（＋）
第12腳：lte — 工作自環控制輸入腳
自環/工作控制訊號，當：lte = l，為正常工作狀態，編解碼器獨立，非同步地工作：當lte = h，內部將out1和ain，out2和bin短接，cp3 = out1+out2 ，電路處於環路測試狀態，此時nrz相對於nrz0延時6.
5個時鐘週期。
第13腳：bin — 解碼輸入端（一）
表示接收的欲解碼兩路單極性hdb3（＋）、（一）碼序列，它輸入後被解碼時鐘cp2的上公升澡抽樣。
第14腳：out1 — 發端編碼輸出端（＋）
第15腳：out2 — 發端編碼輸出端（－）
表示編碼後hdb3的兩路單極性碼序列，通常經變壓器合成三電平hdb3碼。hdb3碼輸出。
第16腳：v＋ — 正電源，電壓通常為+5v±5％。
2.積體電路cd22103功能框圖
積體電路cd22103功能框圖如圖12-1所示。
圖1 積體電路cd22103功能框圖
（二） hdb3電路的工作原理
ami碼的全稱是傳號交替反轉碼。這是一種將訊息**0（空號）和1（傳號）按如下規則進行編碼的碼：**的0仍變換為傳輸碼的0，而把**中的1交替地變換為傳輸碼的＋1、－1、＋1、－1…
由於ami碼的訊號交替反轉，故由它決定的基帶訊號將出現正負脈衝交替，而0電位保持不變的規律。由此看出，這種基帶訊號無直流成分，且只有很小的低頻成分，因而它特別適宜在不允許這些成分通過的通道中傳輸。
從ami碼的編碼規則看出，它已從乙個二進位制符號串行變成了乙個三進製符號串行，而且也是乙個二進位制符號變換成乙個三進製符號。把乙個二進位制符號變換成乙個三進製符號所構成的碼稱為1b／1t碼型。
ami碼除有上述特點外，還有編譯碼電路簡單及便於觀察誤碼情況等優點，它是一種基本的線路碼，並得到廣泛採用。但是，ami碼有乙個重要缺點，即當它用來獲取定時資訊時，由於它可能出現長的連0串，因而會造成提取定時訊號的困難。
為了保持ami碼的優點而克服其缺點，人們提出了許多種類的改進ami碼，hdb3碼就是其中有代表性的碼。
hdb3碼是三階高密度碼的簡稱。hdb3碼保留了ami碼所有的優點（如前所述），還可將連碼限制在3個以內，克服了ami碼如果長連「0」過多對提取定時鐘不利的缺點。hdb3碼的功率譜基本上和ami碼類似。
由於hdb3碼諸多優點，所以ccitt建議把hdb3碼作為pcm傳輸系統的線路碼型。
如何由二進位製碼轉換成hdb3碼呢？
hdb3碼編碼規則如下：
1．二進位制序列中的「0」碼在hdb3碼中仍編為「0」碼，但當出現四個連「0」碼時，用取代節000v或b00v代替。取代節中v碼、b碼均代表「1」碼，它們可正可負（即
v+=＋1，v-=－1，b+=＋1，b-=－1）。
2．取代節的安排順序是：先用000v，當它不能用時，再用b00v，000v取代節的安排要滿足以下兩個要求：
（1） 各取代節之間的v碼要極**替出現（為了保證傳號碼極**替出現，不引
入直流成份）。
（2） v碼要和前乙個傳號碼的極性相同（為了在接收端能識別出哪個是原始傳號
碼，哪個是v碼和b碼，以恢復成原二進位製碼序列）。
當上述兩個要求能同時滿足時，用000v代替原二進位製碼序列中的4個「0」（用000v+或000v-）；而當上述兩個要求不能同時滿足時，則改用b00v（b+00v+或b-00v-，實質上是將取代節000v中第乙個「0」碼改成b碼）。
3．hdb3碼序列中的傳號碼（包括「1」碼、v碼和b碼）除v碼外要滿足極**替出現的原則。
下面我們舉個例子來具體說明一下，如何將二進位製碼轉換成hdb3碼。
二進位製碼序列:
1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
hdb3碼序列:
v+ -1 0 0 0 v- +1 0 –1 b+ 0 0 v 0 –1 +1 –1 0 0 0 v- b+ 0 0 v+ 0 –1
從上例可以看出兩點：
（1）當兩個取代節之間原始傳號碼的個數為奇數時，後邊取代節用000v；當兩個取代節之間原始傳號碼的個數為偶數時，後邊取代節用b00v
（2）v碼破壞了傳號碼極**替出現的原則，所以叫破壞點；而b碼未破壞傳號碼極**替出現的原則，叫非破壞點。
雖然hdb3碼的編碼規則比較複雜，但解碼卻比較簡單。從上述原理看出，每乙個破壞符號v總是和前一非0符號同極性（包括b在內）。這就是說，從收到的符號串行中可以容易地找到破壞點v於是也斷定v符號及其前面的3個符號必是連0符號，從而恢復4個連0碼，再將所有－1變成＋1後便得到原訊息**。
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