数字基带与调制实验：HDB3码与位同步信号提取

"实验一 数字基带信号 实验二 数字调制" 在本次实验中，我们将深入理解数字基带信号的特性和数字调制的方式，重点关注HDB3码的编码规则以及位同步信号的提取方法。实验分为两部分：第一部分涉及数字基带信号的观察和分析，包括不同类型的码型，如单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）等。第二部分则探讨2DPSK（差分相移键控）信号的相位变化与其码型关系。 实验一的核心是理解和操作数字基带信号。首先，我们需要了解各种码型的波形特点，比如NRZ码的单极性非归零特性，其0码和1码的区别仅在于电压极性；而AMI码和HDB3码则是为了克服NRZ码在长连1或长连0时产生的直流偏移问题。AMI码通过交替翻转1码来消除直流分量，但会产生码间干扰；HDB3码在AMI码基础上进一步改进，每三个连续的1码后插入一个-V码，确保无直流分量且降低了码间干扰。 从HDB3码中提取位同步信号是通信系统中的重要环节，这通常通过检测码流中的特定模式来实现。实验中，我们通过示波器观察HDB3码的波形，利用其规律性（例如，每四个码元必有一个码元改变）来设计同步电路，确保接收端能够准确地对准发送端的位边界。 此外，实验还涵盖了时分复用信号的帧结构，这涉及到集中插入帧同步码，以区分不同的信息块。通过示波器观察，我们可以清晰地看到帧结构，以及帧同步码如何标记每个数据帧的开始。 在实验过程中，会使用到CD22103这种HDB3（AMI）编译码集成电路，它能完成码型转换，并帮助我们理解编解码过程。通过观察K1、K2、K3产生的不同代码对码型的影响，可以深入理解码型转换规则及其对信号质量的影响。 实验二转向了数字调制，特别是2DPSK，这是一种相位调制技术。2DPSK中，相位变化用来表示数据，而绝对码和相对码是2DPSK中的关键概念。绝对码是直接表示信息的码型，而相对码是相对于前一码元的相位变化。2DPSK的相位变化有两种关系：一是与绝对码的关系，即根据绝对码的变化确定相位；二是与相对码的关系，即相邻码元之间的相位差。变换规律是2DPSK系统设计和解调的基础。 通过实验，学生将能够直观地理解这些理论概念，并掌握实际应用中的关键技能，这对于深入学习通信系统和信号处理至关重要。实验的实践性使得理论知识得以巩固，同时培养了对复杂通信系统中各种信号特性的直觉和分析能力。