AMI编译码系统设计

第10页共10页AMI编译码系统设计电气工程学院《通信原理课程设计》说明书设计题目：AMI编码及译码系统设计专业：通信工程学生姓名:学号:起迄日期:2023年12月20日~2023年1月3日指导老师:系主任：《通信原理课程设计》任务书1．课程设计的内容和要求〔包括原始数据、技术要求、工作要求等〕：(1)技术要求：设计AMI编码及译码系统，利用仿真软件AMI编码及译码模块进展仿真，对仿真结果进展分析^p，分析^p该系统的性能。(2)工作要求：①查阅【参考文献】：^p，利用通信原理根本理论，分析^p系统工作原理，设计系统方框图；②掌握计算机辅助设计方法，利用Matlab/Systemview/Multisim等软件进展仿真设计，具备独立设计才能；③熟悉通信系统的调试和测量方法；④掌握电子电路安装调试技术，选择适宜的元器件搭接实际电路，掌握电路的测试和故障排除方法，进步分析^p问题和解决问题的才能。2．对课程设计成果的要求〔包括图表〔或实物〕等硬件要求〕：设计系统方框图，对系统方框图进展仿真，分析^p实验结果。撰写设计说明书，书写格式标准，语言流畅简洁，文字不得少于3000字。要求图表明晰，分析^p通彻，有理有据。目录前言1AMI码的简介…………….42电路的分析^p及设计………..42.1M序列发生器的设计……………………..42.2编码电路的设计…………52.3译码电路的设计……………83完好电路及仿真…………..103.1AMI码编译码系统总电路图……………..103.2AMI码编译码系统的仿真………………….104心得与体会………………..14前言21世纪是信息时代，通信技术的快速开展给人们的生活带来了很大的方便，计算机、手机等通信设备使得人们可以方便的进展信息交流。数字通信技术是通信技术中不可或缺的局部，它广泛运用于通信领域，更方便了信息的传输。

现代通信借助于电和光来传输信息，数字终端产生的数字信息是以“1”和“0”2种状态代表的随机序列，他可以用不同形式的电信号表示，从而构造不同形式的数字信号。在一般的数字通信系统中首先将消息变为数字基带信号，称为信编码，经过调制后进展传输，在接收端先进展解调恢复为基带信号，再进展解码转换为消息。在实际的基带传输系统中，并不是所有电波均能在信道中传输，因此有基带信号的选择问题，因此对码型的设计和选择需要符合一定的原那么。随着数字通信技术的开展，基带传输方式也有了快速的开展，在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输间隔不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进展传输。数字基带传输广泛运用于利用对称电缆构成的近程数据通信系统中，目前，它不仅用于低速数据传输，而且还用于高速数据传输，AMI/HDB3码是基带传输的常用码型，因此对AMI/HDB3码的研究具有深入的意义。数字基带信号的传输是数字通信系统的一个重要组成局部,其中数字基带信号传输码型种类很多，AMI和HDB3码是数字基带信号传输中常用的传输码型。本文中介绍AMI码，详细分析^p了编解码的实现过程，最后给出了实验结果，结果说明：该电路具有设计简单，运行速度快，稳定可靠，本钱低等优点，完全符合要求。1.AMI码简介AMI码的全称是传号交替反转码，其编码规那么是将消息码的信号“1”〔空号〕传号交替的变换为“+1”和“-1”，而“0”空号保持不变。例如消息码0110000000110011AM码0-1+10000000-1+100-1+1AMI码的对应波形是具有正、负、零三种电平的脉冲序列。它可以看成单极性波形的变形，即“0”仍对应零电平，而“1”交替对应正、负电平。AMI码的优点是，没有直流成分，且高、低频分量少，能量集中在频率为1/2码速处；编译码电路简单，且可以利用传号极性交替这一规律观察误码情况；假如他是AMI-RZ波形，接收后只要全波整流，就可变为单极性RZ波形，从中可以提取位定时分量。鉴于上述优点，AMI码成为较常用的传输码型之一。AMI码的缺点是，当原信码出现长连串“0”时，信号电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。2.电路分析^p及设计2.1M序列发生器的设计M序列发生器的设计图如下：图2-1M序列发生器电路图M序列发生器由3个D触发器，一个3输入或非门，一个二输入或门，一个二输入异或门和一个时钟信号组成，3个D触发器通过级联成了一个3位的移位存放器，3位的移位存放器和一个二输入异或门一个二输入或门，一个3输入或非门一起构成了一个带线性反应的移存器。假设从左到右的3个D触发器的分别成为a2,a1,a0。假设移位存放器的初始状态为〔a2,a1,a0〕=〔1，0，0〕，那么在移位一次的时候，移位存放器输出0，并产生一个新的输入信号a2，a1，a0通过3输入或非门异或后再和a2，a0疑或后的信号相或产生一个新的输入信号1，新的状态变为〔a2,a1,a0〕=〔1，1，0〕，下一次移位后新的状态为〔a2,a1,a0〕=〔1，1，1〕，第三次移位后的状态为〔a2,a1,a0〕=〔0，1，1〕，第四次移位后的状态为〔a2,a1,a0〕=(1,0,1),第五次移位后的状态为〔a2,a1,a0〕=〔0，1，0〕，第六次移位后的状态为〔a2,a1,a0〕=〔0，0，1〕，第七次移位后的状态为〔a2,a1,a0〕=〔1，0，0〕。通过七次移位，移位存放器又返回到了初始状态，这样就产生了一个周期为7的序列，序列为0011。这个M序列发生器产生的M序列波形如下：图2-2M序列发生器输出波形2.2编码电路的设计编码电路电路设计图如下所示：图2-3编码电路AMI编码电路由一个JK触发器、三个与门、一个非门、两个运放以及六个电阻和1个电容组成。第一个与门的一端和M序列发生器的输出端相连接，另一端和M序列发生器连一样的时钟脉冲，他的主要作用是将非零码转为归零码，构成非归零码-归零码转换器。JK触发器的JK端和第一个与门的输出端相接，时钟信号端通过一个非门和M序列发生器接一样的时钟脉冲，Q端口和Q’端口分别和一个与门的一端相接，两个与门的另一端都和非归零码-归零码转换器的输出端相接，这局部电路的作用是将归零消息码的“1”信号变为交替的“0”、“1”和交替的“1”、“0”分别输出。第二和第三个与门的输出端分别接入一个求差电路的两端。将“0”、“1”交替的归零码和“1”、“0”交替的归零码相减，得到了AMI码。由于这样得到的AMI码中夹杂着冲击信号，因此需要将添加电容进展滤波。后面再加以同向放大电路作为缓冲。M序列及其转换的单极性归零码的波形如下所示：图2-4M序列和单极性归零码单极性归零码1信号变为交替的“0”、“1”波形如下列图所示：图2-5单极性归零码“1”信号转换为交替的“0”、“1”单极性归零码“1”信号变为交替的“1”、“0”信号波形如下：图2-6单极性归零码“1”信号转换为交替的“1”、“0”“0”、“1”和“1”、“0”相减后的波形为图2-7初步得到的AMI码虑除冲激信号后的波形：图2-8AMI码2.3译码电路的设计译码电路其实就是编码电路的逆过程。首先将AMI码复原成单极性归零码。将AMI码流通过两个二极管分别去掉负电平局部和正电平局部分别送入求差电路的两个输入端求差复原出原来的单极性归零码。一局部输入一个自同步电路，直接从信息码元中提取码元定时信息。码元定时信息送入抽样判决器进展抽样判决后得到一个比原脉冲延时一个码元的信号脉冲。另一局部通过同相放大电路放大后输入一个D触发器的D口，在由抽样判决器产生的信号脉冲的作用下复原为原来的M序列。译码电路电路图如下图2-9译码电路电路图AMI码转换为单极性归零码波形如下：图2-10AMI码转换为单极性归零码单极性归零码通过自同步得到码元定时信息波形如下：图2-11自同步的输入和输出波形将单极性归零码转换为原来的M序列波形如下：图2-12单极性归零码复原为M序列3.完好电路及仿真3.1AMI编译码系统总电路图图3-1AMI编译码系统总图3.2AMI编译码系统的仿真如下列图所示将示波器的两个探头分别接到M序列的输出端和编码电路的输出端。图3-2仿真图1按下EWB工具栏右上角的I/O开关，得到的仿真波形如下：图3-3仿真波形1如下列图所示将示波器的两个探头分别接到M序列发生器的输出端和译码电路的输出端。图3-4仿真图2按下EWB工具栏右上角的I/O开关，得到的仿真波形如下：图3-5仿真波形2如下列图所示将示波器的两个探头分别接到AMI编码电路和译码电路的输出端。图3-6仿真图3按下EWB工具栏右上角的I/O开关，得到的仿真波形如下：图3-7仿真波形34.心得体会通过此次课程设计，我对《通信原理》这门课有了更深的理解，并在设计过程中运用了所学的知识。课程设计不仅要求对我们对AMI原理有一定的理解，更重要的培养我们解决设计中遇到的问题的才能。在这次课程设计之前，我对课本知识仅知道了其外表，而不知其原因。在设计中也使我对一些概念有了更深入的认识。通过这次的课程设计，我除了学会一些专业知识外，还学会了发现解决问题的才能。在发现问题后，要冷静的找出问题，然后通过查阅书本或资料，找到解决问题的方法，这对我们以后的学习和工作有很大的好处。总之，这次课程设计对我的理论知识和动手才能有了很大的培养和进步。