通信系统实验箱信源、信道编码模块检测分析.doc

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1、 通信系统实验箱信源、信道编码模块检测分析摘 要 本文研究了基于JH5001（）型通信系统实验箱对PAM模块，PCM/ADPCM模块，AMI/HDB3码型变换模块，汉明编译码模块的检测。论文首先简单介绍JH5001（）型实验箱，信道编码的历史、发展以及应用。然后详细介绍语音编码、差错控制编码及码型变换的工作原理，PCM抽样时钟的概念、编码数据和输入/输出时钟之间的关系，分析AMI/HDB3码的编码规则和基本特征。分析汉明编译码在发端信息序列上附加一些监督码元确定规则建立校验关系，在接收端按照既定的规则检验信息码元与监督码元之间的关系，从而可以发现错误，乃至纠正错误。依据理论分析PCM专用大规模

2、集成电路的工作原理和应用及语音数字化技术的主要指标及测量方法。最后根据测量出错情况分析结果，给出解决问题的方案，验证方案的正确性，并且画出电路关键部位的波形图。关键词：语音编码，差错控制编码，码型变换，检错Communication system experiment box source, channel coding module testing analysisAbstractThis paper based on the JH5001 () type communication system for experiment box PAM module, PCM/ADPCM module

3、, AMI/HDB3 MaXing transform module, the decoding module (han of detection. It firstly introduces simply JH5001 () model experiment box, channel coding the history, development and application. Then detailed introduction speech coding, error-controlling codes and MaXing transform principle of work, P

4、CM sampling clock concept, coding data and input/output clock, the relationship between the AMI/HDB3 analysis code encoding rules and basic characteristics. Analysis the decoding in han (start information sequence on some additional supervision code yuan established rules calibration relationship to

5、 determine, in the receiver according to the established rules test code element and supervision information code element the relationship and can find errors, and correct the mistakes. Based on the theoretical analysis PCM special large scale integrated circuit principle of work and the application

6、 and the voice the major indexes of the digital technology and measurement methods. According to the measurement error analysis results, given to solve problemsKeywords：Speech coding error control coding MaXing transform error detection目 录摘 要Abstract第一章 引 言11.1 JH5001（）型通信系统实验箱介绍11.2语音编码11.3信道编码1第二章

7、 PAM模块检测32.1脉冲振幅调制（PAM）原理3 2.2 电路原理分析4 2.3 检测步骤5 2.4各实验箱检测与故障分析6第三章 PCM模块检测9 3.1脉冲编码调制（PCM）原理9 3.2电路原理分析10 3.3检测步骤10 3.4各实验箱检测与故障分析12第四章 ADPCM模块检测15 4.1差分编码调制（ADPCM）原理15 4.2电路原理分析16 4.3检测步骤16 4.4各实验箱检测与故障分析18第五章 AMI/HDB3码型变换模块检测19 5.1AMI/HDB3码型变换规则19 5.2电路原理分析20 5.3检测步骤215.4各实验箱检测与故障分析24第六章 汉明码模块检测2

8、76.1汉明码原理276.2电路原理分析306.3检测步骤316.4各实验箱检测与故障分析33参考文献35致谢36- 34 - 第一章 引 言1.1 JH5001（）型通信系统实验箱介绍JH5001（）型通信原理实验箱”针对的是通信原理课程实验中最重要、最基本、最经典实验内容，它包括有数字调制解调、线路编译码、语音编译码、基带传输、AM模拟调制解调等技术，通过这些实验能够促进学生对通信原理课程内容的理解、掌握，并使学生对通信系统、当今新技术、工程实现有一个较全面的了解。在该实验箱硬件平台中，模块化功能较强。上图是该实验箱电路基本组成示意图，主要功能组成模块有：PAM模块、ADPCM（1、2）模

9、块、AMI/HDB3码模块、模拟锁相环模块、数字锁相环模块、中频调制器模块、中频解调器模块、汉明编码模块、汉明译码模块、信道接口模块等。对于每个测试模块都能单独开设实验，便于教学与学习。同时模块间的互连可将各测试模块放在不同系统中进行测试、比较，强调对各模块在系统中的地位、作用、性能的掌握，也有利于老师根据实验课时对实验项目进行组织和优化。1.2 语音编码（Speech coding）是对模拟的语音信号进行编码，将模拟信号转化成数字信号，从而降低传输码率并进行数字传输，语音编码的基本方法可分为波形编码、参量编码（音源编码）和混合编码，波形编码包括PAM编码，PCM编码，ADPCM编码。波形编码

10、是将时域的模拟话音的波形信号经过取样、量化、编码而形成的数字话音信号。数字信号有利于远距离传输，且抗噪能力强，设备易于集成等优点。 1.3 信道编码（channel coding）为了与信道的统计特性相匹配，并区分通路和提高通信的可靠性，而在信源编码的基础上，按一定规律加入一些新的监督码元，以实现纠错的编码。信道编码的种类包含分组码，卷积码，交织码等等。数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一环节，对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。误码的

11、处理技术有纠错、交织、线性内插等。提高数据传输效率，降低误码率是信道编码的任务。信道编码的本质是增加通信的可靠性。但信道编码会使有用的信息数据传输减少，信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元，从而达到在接收端进行判错和纠错的目的。 第二章 PAM模块检测2.1脉冲振幅调制（PAM）原理所谓脉冲振幅调制，即是脉冲载波的幅度随输入信号变化的一种调制方式。如果脉冲载波是由冲激脉冲组成的，则前面所说的抽样定理，就是脉冲增幅调制的原理。但是实际上真正的冲激脉冲串并不能付之实现，而通常只能采用窄脉冲串来实现。因而，研究窄脉冲作为脉冲载波的PAM方式，将具有实际意义。图2.1 自然抽样及平顶抽样波形PA

12、M方式有两种：自然抽样和平顶抽样。自然抽样又称为“曲顶”抽样，已抽样信号ms(t)的脉冲“顶部”是随m(t)变化的，即在顶部保持了m(t)变化的规律。平顶抽样所得的已抽样信号如图2.1所示，这里每一抽样脉冲的幅度正比于瞬时抽样值，但其形状都相同。在实际中，平顶抽样的PAM信号常常采用保持电路来实现，得到的脉冲为矩形脉冲。2.2 电路原理分析将K701设置在测试位置时（右端），输入信号来自测试信号。测试信号可以选择外部测试信号和内部测试信号，当设置在信号模块内的跳线开关K001设置在1-2位置时，选择内部1KHz测试信号；设置在2-3位置时选择外部测试信号，测试信号从J005模拟测试端口输入。运

13、放U701A，U701B（LT084），和周边阻容器件组成一个3dB带宽为3400Hz的低通滤波器，用于限制最高的信号频率。信号经运放U701C缓冲输出，送到U703(CD4006)模拟开关。模拟开关U703（CD4066）通过抽样时钟完成对信号的抽样，形成抽样序列信号。信号经运放U702B（TL084）缓冲输出。运放U702A，U702C（TL084）和周边阻容器件组成一个3dB带宽为3400Hz的低通滤波器，用来恢复原始信号。跳线开关K702用于选择输入滤波器，当K702设置在滤波位置时，送入到抽样电路的信号经过3400Hz的低通滤波器；当K702设置在直通位置时，信号不经过抗混迭滤波器直

14、接送到抽样电路，其目的是为了观测混迭现象。因若频率不加限制，有高频输入时使抽样频率不满足2fh时，输出就发生混迭。设置在信号模块内的跳线开关KQ02为抽样脉冲选择开关：设置在左端为平顶抽样，平顶抽样是通过采样保持电容来实现的，且=Ts,设置在右端为自然抽样，为便于恢复出的信号观测，此抽样脉冲略宽，只是近似自然抽样。 平顶抽样有利于解调后提高输出信号的电平，但却引入信号信号频谱失真，为抽样脉冲宽度。通常在实际设备里，收端必须采用频率响应为的滤波器来进行频谱校准，这种频谱失真称为孔径失真。2.3检测步骤 （1）自然抽样脉冲序列检测：将KQ02设置在右端，将测试信号选择开关K001设置在外部测试信号

15、输入位置。将低通滤波器选择开关K702设置在滤波位置，调整函数信号发生器正弦波输出频率为2001000Hz，输出电平为2Vp-p的测试信号送入信号测试端口J005。用示波器同时观测正弦波输入信号TP701和抽样后信号TP703，观测时以TP701做同步，可观测到如图2.2的波形图 图2.2 上为TP701 下为TP703TP704为重建信号输出测试点，保持测试信号不变，用示波器同时观测重建信号输入测试点和正弦波输入信号，观测时以TP701输入信号做同步可观测到如图2.3的波形图。可以看出重建后信号幅度比较小。 图2.3上为TP701 下为TP704（2）平顶抽样脉冲序列检测：将KQ02设置在左

16、端，将测试信号选择开关K001设置在外部测试信号输入位置。将低通滤波器选择开关K702设置在滤波位置，调整函数信号发生器正弦波输出频率为2001000Hz，输出电平为2Vp-p的测试信号送入信号测试端口J005。用示波器同时观测正弦波输入信号TP701和抽样后信号TP703，观测时以TP701做同步，可观测到如图2.4的波形图。图2.4 上为TP701 下为TP703TP704为重建信号输出测试点，保持测试信号不变，用示波器同时观测重建信号输入测试点和正弦波输入信号，观测时以TP701输入信号做同步可观测到如图2.5的波形图。可以看出重建后信号幅度比较小。 图 2.5 上为TP701 下为TP

17、704 2.4 各实验箱检测与故障分析各通信实验箱在PAM模块的检测中未出现明显故障，但在检测过程中发现信号经过自然抽样后重建的信号比平顶抽样后重建的信号失真较大。造成自然抽样和平顶抽样的重建信号幅度不同是由于：自然抽样时，抽样序列是m(t)和脉冲序列直接相乘所得。设脉冲宽度为，幅度为，重复周期为，则脉冲序列p(t)的傅里叶级数表示式为：由上式进行傅里叶变换得脉冲序列的频谱：其中，n=0处的频谱和F（w）相同，只是幅度减小倍。故用理想低通可由此恢复信号得，且。而平顶抽样的频谱应为理想取样信号频谱与的乘积。因此得到，然而，与自然抽样不同的是，此时的不是常数，而是与有关的一个函数。对于幅度为A，宽

18、度为的矩形取样脉冲，有。因此，会引入信号频谱失真，即孔径效应。实际使用时必须在低通滤波器后面附加一个均衡电路加以补偿，才能够无失真地恢复出。因此，显然可以知道二者的重建信号幅度不同的原因了。结合PAM模块的电路图，根据平顶抽样和自然抽样的波形，对模拟开关CD4066控制端的时序图进行深入分析：截取PAM电路图中与芯片CD4066相关的部分。再截取CD4066芯片内部的一个单元，如下：综合两图可见，C为控制端，输出端B的值由输入端A的值决定。当采用自然抽样和平顶抽样时，控制端的值不同，即PAM_CLOCK0、PAM_CLOCK1和PAM_CLOCK2的组合电平不同。具体分析和结果如下：(1)、自

19、然抽样时，使用PAM_CLOCK0和PAM_CLOCK1组合PAM_CLOCK0： PAM_CLOCK1: 此时，PAM_CLOCK2始终保持0电平。(2)、平顶抽样时，使用PAM_CLOCK0和PAM_CLOCK2组合PAM_CLOCK0： PAM_CLOCK2： (高电平) 此时，PAM_CLOCK1始终保持0电平。 第三章 PCM模块检测3.1脉冲编码调制（PCM）原理模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能对所发送的抽样准确地估值。如果发送端用预先规定的有限个电平来表示抽样值，且电平间隔比干扰噪声大，则接收端将有可

20、能对所发送的抽样准确地估值，从而有可能消除随机噪声的影响。脉冲编码调制（PCM）简称为脉码调制，它是一种将模拟语音信号变换成数字信号的编码方式。脉码调制的过程如图3.1所示。图3.1 PCM 调制原理框图PCM主要包括抽样、量化与编码三个过程。抽样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的抽样信号；量化是把时间离散、幅度连续的 抽样信号转换成时间离散、幅度离散的数字信号；编码是将量化后的信号编码形成一个二进制码组输出。国际标准化的PCM码组（电话语音）是用八位码组代表一个抽样值。编码后的PCM码组，经数字信道传输，在接收端，用二进制码组重建模拟信号，在解调过程中，一般采用抽样保持电路。预

21、滤波是为了把原始语音信号的频带限制在300Hz3400Hz左右，所以预滤波会引入一定的频带失真。在整个PCM系统中，重建信号的失真主要来源于量化以及信道传输误码。通常，用信号与量化噪声的功率比，即信噪比S/N来表示。国际电报电话咨询委员会（ITU-T）详细规定了它的指标，还规定比特率为64kbps，使用A律或律编码律。下面将详细介绍PCM编码的整个过程，由于抽样原理已在前面实验中详细讨论过，故在此只讲述量化及编码的原理。 3.2 电路原理分析PCM编译码器模块，由语言编译码集成电路U502（MC145540），运放U501（TL082），晶振U503（20.48MHz）组成，将模拟信号进行PC

22、M编译码。在PCM编译码模块中，发送信号经U501A运放放大后，送入U502的2脚进行PCM编码。编码输入时钟为BCLK（256KHz），编码数据从U502的20脚输出（DT_ADPCM1），FSX为编码抽样时钟（8KHz）。译码之后的模拟信号经运放U501B放大缓冲输出。跳线开关K501是用于选择输入信号，当K501置于测试位置时选择测试信号。测试信号主要用于测试ADPCM的编译码特性。测试信号可以选择外部测试信号或内部测试信号，当设置在信号模块内的跳线开关K001设置在左端时，选择内部1KHz测试信号；当设置在右端时选择外部测试信号，测试信号从J005模拟测试端口输入。跳线开关K504是用

23、于设置PCM译码器的输入数据选择，当K504设置左端时译码数据来自MC145540的编码模块。3.3检测步骤（1）PCM串行接口时序观察编码时钟和帧抽样时钟观测：用示波器同时观测抽样时钟信（TP504）和编码时钟信号（TP503），观测时以TP504做同步。如图3.2 图 3.2 上为TP504，下为TP503（2）PCM编码规则验证 将跳线开关K501设置在测试位置，跳线开关K001置于右端选择外部信号,用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP5

24、02），观测时以TP504做同步。如图3.3图3.3 上为TP504，下为TP502（3）PCM译码信号测量 跳线开关K501设置在测试位置、K504设置在正常位置，K001置于右端选择外部信号。此时将PCM输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。PCM译码器输出模拟信号观测：用示波器同时观测解码器输出信号端口（TP506）和编码器输入信号端口（TP501），观测信号时以TP501做同步。如图3.4图3.4 上为TP501，下为TP5063.4各实验箱检测与故障分析 检测过程

25、中发现13号实验箱PCM模块在编码输出时无波形，如图3.5所示，图 3.5上为抽样时钟信号 下为编码输出数据信号故障分析：MC145540芯片损坏MC145540芯片的内部结构示意图：可见TP504为抽样时钟信号接在MC145540的27引脚FSR译码电路帧同步信号输入端，TP502为编码输出数据信号接在20引脚的DT编码输出端，又FSR端与DT端的关系如图3.6图3.6所以芯片MC145540的PCM编码输出端出现损坏。同时检测过程中发现13号实验箱PCM模块在译码输出时无波形，如图3.7图3.7 上为输入波形 下位译码波形可知TP506译码输出端口电路图如图3.8 图 3.8有图可知TP5

26、06端口和芯片MC145540的5引脚RO接收模拟信号输出端相连该端口的功能为：PCM信号经过变换处理后的模拟音频信号从该端输出。这来自数/模变换器的接收平滑滤波器的同相输出。此输出能趋动2K负载到1.575V峰值,基准为VAG引脚。此引脚可以是以VAG引脚或通过BR2(b7)为VEXT的一半电压两者之一为直流基准。除了它启动作模拟信号输出外,此引脚是高阻抗。当器件是在模拟掉电方式下时,此引脚是高阻抗。有此可知当电容C508，TL082运算放大器或MC145540的5管脚任何一个损坏都可造成TP506端的译码输出为无。 第四章 ADPCM模块检测4.1 差分编码调制（ADPCM）原理 在数字通

27、信系统传送与处理过程中，发送、接收、处理的信息是二进制数码，因而它与模拟通信相比，具有抗干扰能力强，便于加密，适于处理与集成化，可靠性好等特点。基于这些特点，使得数字通信业已经成为现代通信技术发展的重要方向。对于电话数字通信，需要对话音进行编码与解码，即进行A/D、D/A变换。将模拟信号转换为数字信号的方法很多，常用的有：PCM、CVSD、LPC及它们的改进方法：DPCM、ADPCM、ADM等。在分析ADPCM工作原理之前，必须清楚PCM的工作原理才能进行分析，对于PCM的原理分析，这里不再复述，请参阅相关章节。目前，PCM的数字通信系统已经在大容量数字微波、光纤通信，以及市话网局间中继传输系

28、统中获得广泛的应用，但是现有PCM编码必须采用64Kbit/s的A律或U律压扩方法，才能符合长途电话传输语音的质量指标，其占用频带要比模拟单边带通信系统宽很多倍。这样，对于费用昂贵的长途大容量传输，尤其是对于卫星通信系统，采用PCM数字通信方式时的经济性很难和模拟通信相比拟。因此，人们一直致力于研究压缩数字化语音占用频带的工作，也就是努力在相同质量指标的条件下，降低数字化语音数码率，以提高数字通信系统的频带利用率。ADPCM是在DPCM基础上逐步发展起来的，DPCM的工作原理请参阅教材有关章节。它在实现上采用预测基数减少量化编码器输入信号多余度，将差值信号编码以提高效率、降低编码信号速率，这广

29、泛应用于语音和图像信号数字化。CCITT近年确定了64Kbps32Kbps变换体制，将标准PCM码变换为32KbpsADPCM码，传输后再恢复为64KbpsPCM码，从而使传输信道的容量扩大一倍。ADPCM中的量化器与预测器均采用自适应方式，即量化器与预测器的参数能根据输入信号的统计特性自适应于最佳式接近于最佳参数状态。通常，人们把低于64Kbps数码率的语音编码方法称为语音压缩编码技术，语音压缩编码方法很多，ADPCM是语音压缩编码种复 杂程度较低的一种方法。它能在32Kbps数码率上达到符合64Kbps数码率的语音质量要求，也就是符合长途电话的质量要求。4.2电路分析PCM/ADPCM编译

30、码模块将模拟信号进行ADPCM编译码，该模块采用MC145540集成电路完成ADPCM编译码功能。其具有多种工作模式和功能,开机时通过信号模块中的跳线开关KQ01将其配置成ADPCM模式。ADPCM编译码由编码集成电路U502（MC145540），运放U501（TL082），晶振U503（20.48MHz）组成。发送支路的发送信号经U501A运放后放大后，送入U502的2脚进行ADPCM编码。编码的输出时钟为BCLK（256KHz），编码数据从U502的20脚输出(DT_ADPCM1)，FSX为编码抽样时钟信号（8KHz）。译码之后的模拟信号经运放U501B放大缓冲输出。ADPCM编译码模块中

31、的各跳线功能：1.跳线开关K501是用于选择输入信号，当K501置于测试位置时选择信号。测试信号主要用于测试ADPCM的编译码特性。测试信号可以选择外部信号或内部测试信号，当设置在信号模块内的跳线开关K001设置在1-2位置时，选择内部1KHz测试信号；当设置在2-3位置时选择外部测试信号，测试信号从J005模拟测试端口输入。2.跳线器K504是用于设置ADPCM译码器的输入数据，当K504置于左端时编码数据自环送入MC145540进行译码；当K504置于右端时译码数据来自扩展模块。在该模块中，各测试点的定义如下：TP501发送模拟信号测试点；TP502 ADPCM发送码字；TP503 ADP

32、CM编码器输入/输出时钟；TP504 ADPCM抽样时钟；TP505 ADPCM接收码字；TP506接收模拟信号测试点。4.3检测步骤（1）输出时钟和抽样时钟信号观测：用示波器同时观测帧同步时隙信号（TP504）和输出时钟信号（TP503），观测时以TP504做同步。如图4.2图4.2 上为TP504，下为TP503（2）ADPCM编码规则验证用示波器同时观测帧同步时隙信号（TP504）和编码输出数据信号端（TP502），观测时以TP504做同步。如图4.3图4.3 上为TP504，下为TP502 （3）ADPCM译码信号测量将跳线开关K501设置在测试位置（右端）、K504设置在正常位置（左

33、端），K001置于2-3位置（右端），选择外部数据。此时将ADPCM输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005。ADPCM译码器输出模拟信号观测：用示波器同时观测ADPCM译码器输出信号端口（TP506）和编码器输入信号端口（TP501），信号观测时以TP501做同步。如图4.4图4.4 上为TP501，下为TP5064.4各实验箱检测与故障分析 出现的故障与PCM模块相同，这里不再做具体的分析第五章 AMI/HDB3码型变换模块检测5.1 AMI/HDB3码型变换规则 AMI码的全称是传号交替

34、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仍然变换为传号传输码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码的传号交替反转，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。由此可以看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适应在不允许这些成分通过的信道中传输。由AMI码的编码规则可以看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制序列，即把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码除了有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观察误码

35、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，接收端从该信号中来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串，因而会造成提取定时信息的困难。HDB3码的全称是三阶高密度双极性码。它的编码原理：先把消息代码变换成AMI码，然后去检查AMI码的连0串情况，当没有4个以上连0串时，则这时的AMI码就是HDB3；当出现4个以上连0串时，则将每4个连0小段的第4个0变换成与其前一个非0符号同极性的符号。显然，这样做可能破坏“极性交替反转”的规律。这个符号就称为破坏符号，用V符号表示（+1记为+V，-1记为-V）。为使附加V符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性，

36、还必须保证相邻V符号也应极性交替。这一点，当相邻符号之间有奇数个非0符号时，则是能得到保证的；当有偶数个非0符号时，则就的不到保证，这时再将该小段的第一个0变换成+B或-B符号的极性与前一非0符号的相反，并让后面的非0符号从V符号开始再交替变化虽然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。这就是说，从收到的符号序列中可以容易的找到破坏点V于是也断定V符号及其前面的三个符号必是连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。HDB3码是CCITT推荐使用的线路编码之一。5.2 电路分析图5.1 AMI/HDB3

37、码型变换电路在通信原理综合实验箱中，采用了CD22103专用芯片（UD01）实现AMI/HDB3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码字的转换，而是采用运算放大器（UD02）完成对AMI/HDB3输出进行电平变换。变换输出为双极性码或单极性码。由于AMI/HDB3为归零码，含有丰富的时钟分量，因而输出数据直接送到位同步提取锁相环（PLL）提取接收时钟。输入的码流进入UD01的1脚，在2脚时钟信号的推动下输入UD01的编码单元，HDB3与AMI由跳线开关KD03选择。编码之后的结果在UD01的14（TPD03），15（TPD04）脚输出。输出信号在电路上直接返回

38、到UD01的11,13脚，由UD01内部译码单元进行译码。通常译码之后TPD07与TPD01的波形应一致，但由于当前的输出HDB3码字可能与前面4个码字有关，因而HDB3的编译码时延较大。运算放大器UD02A构成一个差分放大器，用来将线路输出的HDB3码变换为双极性码输出（TPD05）。运算放大器UD02B构成一个相加器，用来将线路输出的HDB3码变换为单极性码输出（TPD08）。 跳线开关KD01用于输入编码信号选择，当KD01设置在DT位置时，输入编 码信号来自复接模块的TDM帧信号，当KD01设置在左端时输入编码信号来自m序列，用于编码信号观测。m序列格式由信号模块中的KQ03控制：KQ

39、03不接，输入全1码；KQ03设置在上端为全0码；KQ03设置在中间为0/1码；KQ03的其他设置方式分别输入不同周期的m序列。 跳线开关KD02用于选择将双极性码或单极性码送到位同步提取锁相环提取收时钟：当KD02设置在1_2位置时输出为双极性码；当KD02设置2_3位置时，输出为单极性码。跳线开关KD03用于AMI或HDB3方式选择：当KD03设置在HDB3状态时，UD01完成HDB3编译码系统；当KD03设置在AMI状态时，UD01完成AMI编译码系统。该模块内各测试点：TPD01：编码输入数据（256Kbps）TPD02：256KHz编码输入时钟TPD03：HDB3输出+ TPD04：

40、HDB3输出- TPD05：HDB3输出（双极性码）TPD06：译码输入时钟（256KHz）TPD07：译码输出数据（256Kbps）TPD08：HDB3输出（单极性码）5.3 检测步骤 （1）AMI码编码规则验证 输入信号选择跳线开关KD01设置在1_2位置，开关KD02设置在2_3位置，开关KD03设置在HBD3位置，将信号模块内的M序列类型选择跳线开关KQ03设置在最下方，用示波器同时观察输入数据TPD01和AMI输出双极性编码数据TPD05波形及单极性编码数据TPD08波形，观测时用TPD01同步，如图5.2.1和5.2.2。将KQ03设置在最上端输入全0码，重复上述步骤，如图5.3。

41、将KQ03拔出输入全1码，重复上述步骤，如图5.4。 图5.2.1 7位m序列单极性 图5.2.2 7位m序列双极性 图5.3 全0码单双极性图5.4 全1码单双极性 （2）AMI码译码和时延测量将输入数据选择跳线开关KQ03设置在最下端输入m序列；将锁相环模块内输入信号选择跳线开关KN02设置在HDB3位置。用示波器同时观测输入数据TPD01和AMI译码输出数据TPD07波形，观测时用TPD01同步。如图5.5.1，5.5.2所示。 图5.5.1 15位m序列输出与输入 图5.5.2 7位m序列输出与输入 （3）AMI译码位定时恢复测量将输入数据选择跳线开关KD01设置在左端，将信号模块内的

42、M序列类型选择跳线开关KQ03设置在中间位置，将锁相环模块内输入信号选择跳线开关KN02设置在HDB3位置。先将跳线开关KD02设置在2_3位置单极性码输出，用示波器测量同时观测发送时钟测试点TPD02和接收时钟测试点TPD06波形，测量时用TPD02同步，如图5.6。此时两收发时钟应同步。然后，再将跳线开关KD02设置在1_2位置双极性码输出，观测TPD02和TPD06波形，如图5.7。 图5.6单极性输出 图5.7双极性输出 （4）HDB3码变换规则将输入信号选择跳线开关KD01设置在1_2、单/双极性码输出选择开关设置KD02设置在2_3位置、AMI/HDB3编码开关KD03设置在HDB

43、3位置，使该模块工作在HDB3码方式。将信号模块内的M序列类型选择跳线开关KQ03设置在最下端，产生m序列。用示波器同时观测输入数据TPD01和HDB输出双极性编码数据TPD05波形及单极性编码数据TPD08波形，观测时用TPD01同步，如图5.8。使输入数据端口悬空产生全1码，重复上述测试步骤如图5.9 图5.8 上为7位m序列输入 下为双极限输出 图5.9 上为全1码输入 下位双极限输出（5）HDB3码译码和时延测量将输入数据选择跳线开关KD01设置在1_2；将信号模块内的M序列类型选择跳线开关KQ03设置下端位置；将锁相环模块内输入信号选择跳线开关KN02设置在HDB3位置。用示波器同时

44、观测输入数据TPD01和HDB3译码输出数据TPD07波形，观测时用TPD01同步，如图5.10图5.10 15位m序列输入（6）HDB3译码位定时恢复测量将输入数据选择跳线开关KD01设置在M位置，将信号模块内的M序列类型选择跳线开关KQ03设置在中间位置，将锁相环模块内输入信号选择跳线开关KP02设置在HDB3位置。 先将跳线开关KD02设置在2_3位置单极性码输出，用示波器测量同时观测发送时钟测试点TPD02和接收时钟测试点TPD06波形，测量时用TPD02同步，如图5.11。再将跳线开关KD02设置在1_2位置（左端）双极性码输出，观测TPD02和TPD06波形。如图5.12 图5.1

45、1单极性时，收发时钟同步 图5.12双极性时，收时钟与发时钟不同步5.4各实验箱检测与故障分析CD22103的引脚及内部框图如图5.13所示图 5.13CD22103的引脚功能：（1）NRZ-IN 编码器NRZ信号输入端；（2）CTX 编码时钟（位同步信号）输入端；（3）HDB3/ AMI 码型选择端：接TTL高电平时，选择HDB3码；接TTL低电平时，选择AMI码；（4）NRZ-OUT HDB3译码后信码输出端； （5）CRX 译码时钟（位同步信号）输入端；（6）RAIS 告警指示信号（AIS）检测电路复位端，负脉冲有效； （7）AIS AIS信号输出端，有AIS信号为高电平，无ALS信号时为低电平；（8）VSS 接地端； （9）ERR 不符合HDB3/AMI编码规则的误码脉冲输出端； （10）CKR HDB3码的汇总输出端（11）+HDB3-IN HDB3 译码器正码输入端； （12）LTF HDB3 译码内部环