HDB3编解码电路设计.doc

设计总体思路 1.引言 随着远距离通讯技术的发展，现代通信通常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“O”二种状态代表的随机序列，它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过程中，首先将所需传输的消息信号转化为相对应的数字基带信号，即信源的编码，经过调制信号与信道相匹配后再进行传输，在接收端先进行解调恢复为基带信号，再进行解码转换为原始消息。但在实际的基带传输系统中，信道的低频传输特性差容易受噪声的干扰，可能造成信号严重畸变，甚至可能被噪声完全淹没而分不出信号，因此有必要对传输的信号进行编码，而经过信道编码后的传输码却具有较强的波形抗干扰性。我们比较常用的编码规则有AMI和 HDB3编码。 AMI 码,又名符号交替反转码,其编码规则是:若用“0”和“1”代表传号和空号“, 0”码不变“, 1”码则交替地转换为+1 和-1。通常脉冲宽度为码元宽度的一半, 这种码型交替出现正、负极脉冲,所以无直流分量,低频分量也很少。这种码的反变换也很容易,在再生信码时,只要将信号整流,即可将“-1”翻转为“+1”,恢复成单极性码。AMI 码的缺点是,当原信码出现长连“0”串时,信号的电平长时间不跳变,造成提取定时信号的困难,解决连“0”码问题的有效方法之一是采用HDB3 码。 2．HDB3编译码 HDB3码的全称是3阶高密度双极性码，它是AMI码的一种改进型， 其目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点， 使连“0”个数不超过3个。其编码规则如下： （1） 当信码的连“0”个数不超过3时，仍按AMI码的规则编，即传号极性交替； （2）当连“0”个数超过3时，则将第4个“0”改为非“0”脉冲，记为+V或-V，称之为破坏脉冲。相邻V码的极性必须交替出现，以确保编好的码中无直流；  （3）为了便于识别， V码的极性应与其前一个非“0”脉冲的极性相同，否则，将四连“0”的第一个“0”更改为与该破坏脉冲相同极性的脉冲，并记为+B或-B； （4） 破坏脉冲之后的传号码极性也要交替。 例如： 代 码： 1000 0 1000 0 1 1 000 0 l 1 AMI 码： -1000 0 +1000 0 -1 +1 000 0 -1 +1 HDB3码： -1000 -V +1000 +V -1 +1 -B00 -V +1 -1 其中的±V脉冲和±B脉冲与±1脉冲波形相同，用V或B符号的目的是为了示意是将原信码的“0”变换成“1”码。 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。HDB3码保持了AMI码的优点外，还将连“0”码限制在3个以内，故有利于定时信号的提取。 HDB3编码原理框图如所示 二、单元电路的设计 1、编码器功能模块电路 编码电路接收终端机来的单极性非归零信码, 并把它变换成为HDB3 码送往传输信道。HDB3 码编码部分的原理框图如图2-1（a） ） 图2-1（a）编码电路方框图 (1)单极性信码进入电路,首先检测有无四连“0”码。没有四连“0”时,信码不改变地通过本电路;有四连“0”时,在第四个“0”码出现时,将一个“1”码放入信号中,取代第四个“0”码,补入“1”码称为V 码。 (2) 取代节选择及补B 码电路(取代节判决)电路计算截至当前时刻所发送的码中1的总数的奇偶性，若1的总数为偶数 ,则当V码来的时候不作改变;若1的总数为奇数,则当V码来的时候将000V 中的第一个“0”改为“1”,即此时用“B00V”取代节，同时也将1码的总数由奇数变成了偶数。这样做保证了两个V码之间的1码的数量始终为奇数。 (3)破坏点形成电路将补放的“1”码变成破坏点。方法是在取代节内第二位处再插入一个“翻转”信号,使单/双极性变换电路多翻转一次,后续的V码就会与前面相邻的“1”码极性相同,破坏了交替反转的规律,形成了“破坏点”。 (4)单/双极性变换电路电路中的输出控制加入了取代节的信号码流, 使其按交替翻转规律分成两路,再通过一个开关电路（CD4052芯片）将两路信号整合成一路便是我们所需要的HDB3码。 图2-2(b) 单-双极性转换电路 图2-2（c）编码电路 NRZ码：1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0