一、实验目的
1.熟悉AMI / HDB3码编译码的工作过程
2.观察AMI / HDB3码码型变换编译码电路的测量点波形
二、实验工作原理
在分析HDB3码码数字基带信号传输及HDB3码码型变换线路编译码工作原理之前，学生可以对本实验电路中使用的HDB3码专用集成电路CD22103芯片作一个了解，详见所附光盘CD22103：
（一） HDB3码电路的工作原理
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码的信号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0电位保持不变的规律。由此看出，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。
从AMI码的编码规则看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，而且也是一个二进制符号变换成一个三进制符号。把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为1B／1T码型。
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，它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。但是，AMI码有一个重要缺点，即当它用来获取定时信息时，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，人们提出了许多改进的方法，HDB3码就是其中有代表性的一种。
HDB3码是三阶高密度码的简称。HDB3码保留了AMI码所有的优点（如前所述），还可将连“0”码限制在3个以内，克服了AMI码出现长连“0”过多，对提取定时钟不利的缺点。HDB3码的功率谱基本上与AMI码类似。由于HDB3码诸多优点，所以CCITT建议把HDB3码作为PCM传输系统的线路码型。
如何由二进制码转换成HDB3码呢？
HDB3码编码规则如下：
1．二进制序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码，但当出现四个连“0”码时，用取代节000V或B00V代替四个连“0”码。取代节中的V码、B码均代表“1”码，它们可正可负（即V+=＋1，V-=－1，B+=＋1，B-=－1）。
2．取代节的安排顺序是：先用000V，当它不能用时，再用B00V。000V取代节的安排要满足以下两个要求：
（1） 各取代节之间的V码要极性交替出现（为了保证传号码极性交替出现，不引
入直流成份）。
（2） V码要与前一个传号码的极性相同（为了在接收端能识别出哪个是原始传号
码，哪个是V码？以恢复成原二进制码序列）。
当上述两个要求能同时满足时，用000V代替原二进制码序列中的4个连“0”（用000V+或000V-）；而当上述两个要求不能同时满足时，则改用B00V（B+00V+或B-00V-，实质上是将取代节000V中第一个“0”码改成B码）。
3．HDB3码序列中的传号码（包括“1”码、V码和B码）除V码外要满足极性交替出现的原则。
下面我们举个例子来具体说明一下，如何将二进制码转换成HDB3码。
二进制码序列:
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码码序列:
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
从上例可以看出两点：
（1）当两个取代节之间原始传号码的个数为奇数时，后边取代节用000V；当两个 取代节之间原始传号码的个数为偶数时，后边取代节用B00V
（2）V码破坏了传号码极性交替出现的原则，所以叫破坏点；而B码未破坏传号码极性交替出现的原则，叫非破坏点。
虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码却比较简单。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）。这就是说，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。
图13－1 NRZ－HDB3码编码工作波形
（三）电路的工作过程
译码是编码的逆过程。其波形如图13－2所示。但CP2应比译码输入（AIN、BIN）稍有延时。环路测试由LTE控制，若LTE＝H，则OUT1、OUT2内部短接到对应的AIN、BIN，此时NRZ0应为NRZi，但延后8个时钟周期左右。CP3为AIN、BIN相加波形，供收端提取时钟用。
图13－2 HDB
3译码工作波形
图13-3 HDB3码编译码电原理图
（四）实验电路工作原理
在实验系统中，电原理图如图13-3所示。采用了UA01（SC22103专用芯片）实现AMI／HDB3码的编译码实验，在该电路模块中，没有采用复杂的线圈耦合的方法来实现HDB3码，而是采用UA02A(TL084)对HDB3码的输出进行变换。
输入的码流由UA01的1脚在2脚时钟信号的推动下输入，HDB3码与AMI由KA01选择。编码之后的结果在UA01的14、15脚输出。而后在电路上直接由UA01的11、13脚返回，再由UA03进行译码。正确译码之后TPA01与TPA08的波形应一致，但由于HDB3码的编译码规则较复杂，当前的输出HDB3码字可能与前4个码字有关，因而HDB3码的编译码时延较大。
AMI与HDB3码的选择可通过薄膜设置， AMI／HDB3码的编译码工作波形如图13-5所示（为了便于说明，编码电路各波形的时延都已略去）。
三、实验内容
1.AMI / HDB3码型变换编码观察实验
2.AMI / HDB3码型变换译码观察实验
四、跳线开关设置
KA01：1–2相连时，64Kb/s的伪随机码输入；
2–3相连时，PCM模块的数字编码信号输入。
五、测量点说明
TPA01：发端数字基带信码输入。
（1）1-2相连时，由薄膜键盘选择“线路编译码”中的AMI或HDB3码。
①64Kb/s的伪随机码输入，码型为：1111111110000001100001111001100，对比TPA02；
②“数据源选择”，8位手工编制数字信号。方向上键表示“1”，方向下键表示“0”，每位数据按“确认”键输入，8位全部设置完后，即输入设置的信号。可置全“0”，全“1”，观测编码波形。
（2）2–3相连时，PCM模块的数字编码信号输入。
TPA02：AMI或HDB3码编译码的64KHz工作时钟输入。
TPA03：AMI或HDB3码编码时的OUT1输出波形（TPA05编码输出波形的负向波形）。
TPA04：AMI或HDB3码编码时的OUT2输出波形（TPA05编码输出波形的正向波形）。
TPA05：AMI或HDB3码编码输出波形。
TPA06: 收端译码数字基带信码输出，码型同TPA01。
（TPA03、TPA04、TPA05编码输出信号，都比数字基带信号TPA01延时4个编码时钟周期TPA02，作为4连0检测用；TPA06译码还原输出的数字基带信号，也比数字编码信号TPA05延时4个译码时钟周期TPA02）；为了便于对比说明，图13-4中的编码电路各波形示意图的时延都已略去，在实际测量波形时和是有明显的相位延时。）
六、实验报告要求
1.根据实验结果，画出AMI/HDB3码编译码电路的测量点波形图，在图上标上相位关系。
2.根据实验结果，阐述其工作过程。
3.写出AMI / HDB3码编译码的工作过程。
HDB3码编译码，输入选择复杂的64Kb/s伪随机码信号
图13-4 各测量点输出波形
