课 程 名 称 通 信 原 理 实验序号 实验 2 实验项目 基带信号的常见码型变换实验 实验地点 综 B702 实验学时 2 实验类型 验证性 指导教师 刘 瑶 实 验 员 刘桂英 专 业 _ _5 15 电子信息工程 ___ _ 班 级 2 学 号 姓 名 何小仙 7 2017 年 0 10 月 7 27 日 成绩：

　　教师评语 一、实验目的 及要求 1．熟悉 RZ、BNRZ、BRZ、CMI、曼彻斯特、密勒、PST 码型变换原理及工作过程； 2．观察数字基带信号的码型变换测量点波形。

　　二 、 实验原理与内容 实验原理：

　　 在实际的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性：

　　1)相应的基带信号无直流分量，且低频分量少； 2)便于从信号中提取定时信息； 3)信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰； 4)不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化； 5)编译码设备要尽可能简单 实验内容：

　　 1、单极性不归零码（NRZ 码）

　　单极性不归零码中，二进制代码“1”用幅度为 E 的正电平表示，“0”用零电平表示，单极性码中含有直流成分，而且不能直接提取同步信号。

　　图 1 单极性不归零码 2、双极性不归零码（BNRZ 码） 二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正负电平表示，当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。

　　图 2 双极性不归零码 3、单极性归零码（RZ 码） 单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码元间隔，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。单极性码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。

　　图 3 单极性归零码 4、双极性归零码（BRZ 码） 它是双极性码的归零形式，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。

　　图 4 双极性归零码 5、曼彻斯特码 曼彻斯特码又称为数字双相码，它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示。

　　曼彻斯特码只有极性相反的两个电平，因为曼彻斯特码在每个码元中期的中心点都存在电平跳变，所以含有位定时信息，又因为正、负电平各一半，所以无直流分量。

　　图 5 曼彻斯特编码 6、CMI 码 CMI 码是传号反转码的简称，与曼彻斯特码类似，也是一种双极性二电平码，其编码规则：

　　“1”码交替的用“11“和”“00”两位码表示； “0”码固定的用“01”两位码表示。

　　图 6 CMI 码 7、密勒码

　　米勒（Miller）码又称延迟调制码，它是双向码的在一种变形。

　　它的编码规则如下：

　　“1”码用码元间隔中心点出现跃变来表示，即用“10”或“01”表示。具体在选择“10”或“01”编码时需要考虑前一个码元编码的情况，如果前一个码元是“1”，则选择和这个“1”码相同的编码值；如果前一个码元为“0”，则编码以边界不出现跳变为准则，如果“0”编码为“00”，则紧跟的“1”码编码为“01”，如果“0”编码为“11”，则紧跟的“1”码编码为“10”。

　　“0”码则根据情情况选择用“00”或“11”表示。具体在选择“00”或“11”编码时需要考虑前一个码元编码的情况，如果前一个码元为“0”，则选择和这个“0”码不同的编码值；如果前一个码元为“1”，则编码以边界不出现跳变为准则，如果“1”码编码为“01”，则紧跟的“0”码编码应为“11”,如果“1”码编码为“10”，则紧跟的“0”码编码应为“00”。

　　图 7 密勒编码 三 、实验 软硬件环境 1、时钟与基带数据发生模块，位号：G 2、20M 双踪示波器 1 台 四 、 实验过程（实验步骤、记录、数据、分析） 1、在关闭系统电源的条件下，“时钟与基带数据产生器模块”插到底板插座上（位号为：

　　G），具体位置可见底板右上角的“实验模块位置分布表”。本模块的 CPLD 中集成了数字基带信号的码型的各种变换功能。

　　 2、打开系统电源开关，底板的电源指示灯正常显示。若电源指示灯显示不正常，请立即关闭电源，查找异常原因。

　　 3、根据前面介绍，设置不同的基带数据和编码类型，用示波器观测 4TP01 测量点码型变换后的波形，并与 4P01（变换前）的波形进行比较。

　　 4、实验完毕关闭电源，整理好实验器件。

　　五 、 测试/ 调试及 实验 结果分析 1、RZ（单极性归零码） （1）将 4SW02 设置为“10000”，选择 RZ（单极性归零码）模式； （2）用示波器同时观测 4P01 和 4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数

　　据。

　　RZ （单极性归零码） 波形分析：由实验结果可知，单极性归零码的波形中，电脉冲的宽度小于码元宽度，每个有电脉冲在小于码元长度的内总要回到零电平，所以称为归零码，单极性归零码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。

　　2、BNRZ（双极性不归零码） （1）将 4SW02 设置为“10001”，选择 BNRZ（双极性不归零码）模式； （2）用示波器同时观测 4P01 和 4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。（变换后有一个码元的延时） BNRZ （双极性不归零码） 波形分析：由实验结果可知，在双极性不归零码的波形中，二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正、负电平表示，由于它是幅度相等的极性相反的双极性波形，故当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。

　　3、BRZ（双极性归零码） （1）将 4SW02 设置为“10010”，选择 BRZ（双极性归零码）模式； （2）用示波器同时观测 4P01 和 4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据。（变换后有一个码元的延时） BRZ （双极性归零码） 波形分析：由实验结果可知，在双极性归零码的波形中，它兼有双极性和不归零性波形的特点，二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正、负电平表示，且每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。

　　4、CMI 码 （1）将 4SW02 设置为“10011”，选择 CMI 码模式； （2）记录由 4SW01 设置的 8bit 基带数据，根据教材理论写出对应的 CMI 编码； （3）用示波器同时观测 4P01 和 4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据，并与理论编码进行对比验证。（变换后有一个码元的延时） I CMI 码 波形验证：CMI 码是传号反转码的简称，与曼彻斯特码类似，也是一种双极性二电平码，其编码规则：

　　“1”码交替的用“11“和”“00”两位码表示； “0”码固定的用“01” 5、曼彻斯特码 （1）将 4SW02 设置为“10100”，选择曼彻斯特码模式； （2）记录由 4SW01 设置的 8bit 基带数据，根据教材理论写出对应的 CMI 编码； （3）用示波器同时观测 4P01 和 4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数

　　据，并与理论编码进行对比验证。（变换后有一个码元的延时） 曼彻斯特码 波形验证：曼彻斯特码又称为数字双相码，它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示。当 4SW01（8bit 基带数据）的值为 11110000，根据曼彻斯特码编码规则，码型变换后的数据为：10 10 10 10 01 01 01 01，其波形与实验结果波形一致。

　　6、密勒码 （1）将 4SW02 设置为“10101”，选择密勒码模式； （2）记录由 4SW01 设置的 8bit 基带数据，根据教材理论写出对应的 CMI 编码； （3）用示波器同时观测 4P01 和 4TP01，观察码型变换前的基带数据和码型变换后的数据，并与理论编码进行对比验证。（变换后有一个码元的延时） 密勒码 波形验证：密勒码又称延迟调制码，它是双向码的在一种变形。编码规则是：“0”码则根据情情况选择用“00”或“11”表示。“1”码用码元间隔中心点出现跃变来表示，即用“10”或“01”表示。当 4SW01（8bit 基带数据）的值为 11110000，根据密勒码编码规则，码型变换后的数据为：10 10 10 10 00 00 00 00，其波形与实验结果波形一致。

　　六 、实验 结论与体会