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实验五双极性不归零码一、实验目的1.掌握双极性不归零码的基本特征2.掌握双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法3.学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.双极性不归零码编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理双极性不归零码是用正电平和负电平分别表示二进制码１和０的码型，它与双极性归零码类似，但双极性非归零码的波形在整个码元持续期间电平保持不变．双极性非归零码的特点是：从统计平均来看，该码型信号在１和０的数目各占一半时无直流分量，并且接收时判决电平为０，容易设置并且稳定，因此抗干扰能力强．此外，可以在电缆等无接地的传输线上传输，因此双极性非归零码应用极广．双极性非归零码常用于低速数字通信．双极性码的主要缺点是：与单极性非归零码一样，不能直接从双极性非归零码中提取同步信号，并且１码和０码不等概时，仍有直流成分。四、实验步骤1.按照图3.5-1所示实验框图搭建实验环境。2.设置参数：设置序列码产生器序列数N=128；观察其波形及功率谱。3.调节序列数N分别等于64.256，重复步骤2.图3.5-1双极性不归零码实验框图实验五步骤2图N=128实验五步骤3图N=64N=256六、实验报告（1）分析双极性不归零码波形及功率谱。（2）总结双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法。实验六一、实验目的1.掌握双极性归零码的基本特征2.掌握双极性归零码的波形及功率谱的测量方法3.学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.双极性归零码编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理双极性归零码是二进制码0和1分别对应于正和负电平的波形的编码，在每个码之间都有间隙产生．这种码既具有双极性特性，又具有归零的特性．双极性归零码的特点是：接收端根据接收波形归于零电平就可以判决1比特的信息已接收完毕，然后准备下一比特信息的接收，因此发送端不必按一定的周期发送信息．可以认为正负脉冲的前沿起了起动信号的作用，后沿起了终止信号的作用．因此可以经常保持正确的比特同步．即收发之间元需特别的定时，且各符号独立地构成起止方式，此方式也叫做自同步方式．由于这一特性，双极性归零码的应用十分广泛。实验六步骤2N=128步骤三N=64N=256六、实验报告（1）分析双极性归零码波形及功率谱。（2）总结双极性归零码的波形及功率谱的测量方法。实验七信息交替反转码（AMI）一、实验目的1.了解AMI码的编码方式。2.掌AMI码的功率谱分析方法。2.掌握AMI码的特点。二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.AMI编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理AMI英文全称是AlternateMarkInversion，AMI双极性码，是指“信号交替反转”，即零电平表示0，而1则使电平在正.负极间交替翻转。双极性码是三进制码，1为反转，0为保持零电平。根据信号是否归零，还可以划分为归零码和非归零码，归零码码元中间的信号回归到0电平，而非归零码遇1电平翻转，零时不变。作为编码方案的双极性不归零码,1码和0码都有电流,但是1码是正电流,0码是负电流,正和负的幅度相等,故称为双极性码。此时的判决门限为零电平,接收端使用零判决器或正负判决器,接收信号的值若在零电平以上为正,判为1码;若在零电平以下为负,判为0码。实验七图六、实验报告1.论述AMI的编码方式。2.分析AMI码的波形及功率谱。3.总结AMI码的测量方法。答：1.原信息码的0仍编为传输码的0；原信息码的1在编为传输码时，交替地变换为+1，-1，+1，-1，。。。实验八传号反转码（CMI）一、实验目的1.了解各CMI码的编码方式。2.掌握CMI码的功率谱分析方法。3.掌握CMI码的不同特点。二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.CMI编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理CMI（CodedMarkInversion）码是传号反转码的简称，与双相码类似，它也是一种双极性二电平码。其编码规则是“1”码交替用“11”和“00”两位码表示；“0”码固定地用“01”表示。CMI码易于实现，含有丰富的定时信息。此外，由于10为禁用码组，不会出现三个以上的连码，这个规律可以用来宏观检错。该码已被ITU-T推荐为PCM四次群的接口码型，有时也用在速率低于8.44Mb/s的光缆传输系统中。实验八图六、实验报告1.论述CMI的编码方式。2.分析CMI码的波形及功率谱。3.总结CMI码的测量方法。实验九三阶高密度双极性码（HDB3）一、实验目的1.了解HDB3码的编码方式。2.掌握HDB3码的功率谱分析方法。3.掌握HDB3码的特点。二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.HDB3码编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理数字基带信号的传输是数字通信系统的重要组成部分。在数字通信中，有些场合可不经过载波调制和解调过程，而对基带信号进行直接传输。采用AMI码的信号交替反转，有可能出现四连零现象，这不利于接收端的定时信号提取。而HDB3码因其无直流成份.低频成份少和连0个数最多不超过三个等特点，而对定时信号的恢复十分有利，并已成为CCITT协会推荐使用的基带传输码型之一。编码规则：1先将消息代码变换成AMI码，若AMI码中连0的个数小于4,此时的AMI码就是HDB3码;2若AMI码中连0的个数大于3,则将每4个连0小段的第4个0变换成与前一个非0符号(+1或-1)同极性的符号,用表示(+1+,-1-);3为了不破坏极性交替反转，当相邻符号之间有偶数个非0符号时，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零符号的相反，并让后面的非零符号从符号开始再交替变化。例如:消息代码:100001000011000011AMI码:+10000-10000+1-10000+1-1HDB3码:+1000+V-1000-V+1-1+B00+V-1+1实验九图六、实验报告1.论述HDB3的编码方式。2.分析HDB3码的波形及功率谱。3.总结HDB3码的测量方法。实验十曼彻斯特码一、实验目的1.了解曼彻斯特码的编码方式。2.掌握曼彻斯特码的功率谱分析方法。3.掌握曼彻斯特码的特点。二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.曼彻斯特码编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理曼彻斯特码Manchestercode(又称裂相码.双向码），一种用电平跳变来表示1或0的编码，其变化规则很简单，即每个码元均用两个不同相位的电平信号表示，也就是一个周期的方波，但0码和1码的相位正好相反。其对应关系为：0--》011--》10信码010010110双向码011001011001101001曼彻斯特编码是一种自同步的编码方式，即时钟同步信号就隐藏在数据波形中。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示1，从低到高跳变表示0。还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示0或1，有跳变为0，无跳变为1。实验十图六、实验报告1.论述曼彻斯特码的编码方式。2.分析曼彻斯特码的波形及功率谱。3.总结曼彻斯特码的测量方法实验十一差分码一、实验目的1.了解差分码的编码方式。2.掌握差分码的功率谱分析方法。3.掌握差分码的特点。二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.差分码编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理通信中的差分编码，差分编码输入序列{an}，差分编码输出序列{bn}，二者都为{0.1}序列，则差分编码输出结果为bn=an异或bn-1，并不是bn=an异或an-1（即所谓的：对数字数据流，除第一个元素外，将其中各元素都表示为各该元素与其前一元素的差的编码。）前者多用在2DPSK调制，后者多用在MSK调制预编码。同时后者是码反变换器的数学表达式，即用来解差分编码用的。差分码利用相邻码元之间的信号波形变化与否来分别表示绝对码的1或0。譬如以相邻码元的信号波形变化表示1，以相邻码元信号波形不变表示0，所以差分码又被称为相对码。实验十一图六、实验报告1.论述差分码的编码方式。2.分析差分码的波形及功率谱。3.总结差分码的测量方法。实验十七二进制通断键控（OOK）一、实验目的1.了解OOK信号产生的方法及其实现的方法。2.了解OOK信号波形和功率谱的特点及其测量的方法。3.了解OOK信号的解调及其实现的方法。二、实验仪器1.信号发生器（余弦信号）2.功率谱分析仪3.示波器4.序列码产生器5.单极性不归零码编码器6.乘法器7.白高斯噪声信道8.低通滤波器9.判决器三、实验原理二进制通断键控（OOK）方式是以单极性不归零码序列来控制正弦波的导通与关闭来实现。乘法器产生OOK信号的原理框图其功率谱密度如下所示：功率谱密度对OOK信号的解调方式有相干解调和非相干解调两种。相干解调的框图如下所示：其中时钟提取部分由余弦信号代替，注意调节其频率相位与载波信号相同。另一种解调时非相干解调，如下图：图3.17-4OOK非相干解调框图本实验采用相干解调方案。实验十七图六、实验报告1.简述通断键控OOK调制解调的原理。2.分析OOK波形的特点。3.总结OOK的测量方法。实验十八二进制相频键控（BPSK）一、实验目的1.了解用数字信号的离散值对载波的幅度.频率.相位进行键控，可获得的三种调制方式；2.掌握PSK的调制.解调原理，了解“0”相和“π”相载频信号的产生方法；3.知道PSK在目前中.高速传输数据中的应用。二、实验仪器1.序列码产生器2.信号发生器（余弦信号）3.单极性不归零码编码器4.双极性不归零码编码器5.乘法器6.白高斯噪声信道7.低通滤波器8.判决器9.示波器10.功率谱分析仪三、实验原理二进制相移键控（BPSK）是根据数字基带信号的两个电平，使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。通常，两个载波相位相差π弧度。故有时又称为反相键控（PRK）。假如被调制的信号是二进制信号用正负电平表示，则2PSK与双边带抑制载波调幅（DSB）完全等效。PSK信号可由下式表示：SPSK(t)=A*a(n)*cos(ω0t+θ)1.调制部分：在2PSK中，通常用相位0°或180°分别表示1或-1。在此用调相法生成2PSK，将数字信号与载波直接相乘，产生DSB信号。图3.18-1BPSK调制原理框图解调部分：BPSK必须采用相干解调，如何得到同步载波是关键。图3.18-2BPSK解调原理框图实验十八图六、实验报告1.用示波器观察系统调制后的波形；2.绘制各测量点的波形图。实验十九二进制差分移相键控（DPSK）一、实验目的1.了解差分移相键控（DPSK）的作用及其实现方法。2.掌握DPSK的调制.解调原理。3.了解DPSK与BPSK相比的优缺点。二、实验仪器1.信号发生器（余弦信号）2.差分编码器3.频谱仪4.乘法器4.示波器6.判决器5.码序列信号产生器8.模二加9.白高斯噪声信道10.单极性不归零码编码器11.双极性不归零码编码器12.延迟器13.低通滤波器三、实验原理DPSK调制的原理是将双极性不归零码序列进行差分编码，得到二进制差分信号，再经过正弦载波的调制，得到DPSK信号。实际上，在调制端的码序列为绝对码时，输出为2PSK，调制端的码序列为相对码时，输出为DPSK。图3.19-1DPSK调制框图也就是说，DPSK是用相对码控制正弦载波的相位的调制方式。对于2PSK调制，在接收端可以用平方环或科斯塔斯环提取载波，但存在相位模糊问题，2DPSK的优点在于它可以克服在接收端提取载波时的相位模糊问题。图3.19-2DPSK相干解调框图四、实验步骤1.如图3.19-3所示搭建实验环境2.设置设备参数：双极性不归零码编码器：码速率设为2000000bps载波信号（余弦信号1）：频率f=400Hz，幅度A=1，相位phase=0；解调时钟提取信号（余弦信号2）：频率f=400Hz，幅度A=1，相位phase=