HDB3编码器的设计.doc

湖南文理学院课程设计报告
课程名称: HDB3编码器设计
系部: 电气与信息工程学院
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评阅教师日期
目录
目录 1
一、系统设计 2
课题目标及总体方案 2
HDB3码简介 3
数字基带信号 3
NRZ,AMI,HDB3码之间的对应关系 3
HDB3码的编码规则 4
二、软件模块设计 5
Quartus Ⅱ简介 5
整体系统实现方法 5
插“V”模块的实现 6
插“B”模块的实现 7
单双极性变换模块的实现 8
三、实验结果及讨论 10
四、心得体会 11
五、参考文献 12
六、附录 13
实验源程序及注释 13
一、系统设计
课题目标及总体方案
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。针对数字基带传输系统中HDB3信号的特点,采用基于CPLD/FPGA的Verilog HDL语言,在QuartusⅡ的环境中,实现HDB3数字基带信号的编码器设计。
总体设计流程图如下图1:
仿真不通过
回顾VerilogHDL语言设计
分析HDB3码编码器功能
确定设计方案
应用VHDL进行编程
对系统仿真测试、选择合适芯片并定义管脚
系统功能的硬件测试
调试达到要求、完成设计
图1 总体设计流程图

HDB3码简介
数字基带信号
数字基带信号的传输是数字通信系统的重要组成部分之一。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。为使基带信号能适合在基带信道中传输,通常要经过基带信号变化,这种变化过程事实上就是编码过程。于是,出现了各种各样常用码型。不同码型有不同的特点和不同的用途。
作为传输用的基带信号归纳起来有如下要求:1 希望将原始信息符号编制成适合与传输用的码型;2 对所选码型的电波形,希望它适宜在信道中传输。可进行基带传输的码型较多。
AMI码
AMI码称为传号交替反转码。其编码规则为代码中的0仍为传输码0,而把代码中1交替地变化为传输码的+1-1+1-1,、、、。举例如下。
消息代码:0 1 1 1 0 0 1 0 、、、
AMI 码:0 +1 -1 +1 0 0 -1 0 、、、或
0 -1 +1 -1 0 0 +1 0 、、、
AMI码的特点:
无直流成分且低频成分很小,因而在信道传输中不易造成信号失真。
编码电路简单,便于观察误码状况。
由于它可能出现长的连0串,因而不利于接受端的定时信号的提取。
HDB3码
这种码型在数字通信中用得很多,HDB3码是AMI码的改进型,称为三阶高密度双极性码。它克服了AMI码的长连0传现象。
NRZ,AMI,HDB3码之间的对应关系
假设信息码为0000 0110 0001 0000,对应的NRZ码、AMI码,HDB3码如下图2所示。
图2 HDB3波形图


HDB3码的编码规则
HDB3码的编码规则:
将消息代码变换成AMI码;
检查AMI码中的连0情况,当无4个以上的连0传时,则保持AMI的形式不变;若出现4个或4个以上连0时,则将1后的第4个0变为与前一非0符号(+1或-1)同极性的符号,用V表示(+1记为+V,-1记为-V
检查相邻V符号间的非0符号的个数是否为偶数,若为偶数,则再将当前的V符号的前一非0符号后的第1个0变为+B或-B符号,且B的极性与前一非0符号的极性相反,并使后面的非0符号从V符号开始再交替变化。
举例如下:
代码 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1
HDB3码+1 0 -1 0 +1 -1 0 0 0 -1 0 +1 -1 +1 0 0 +1 -1
V、B -V +B +V
HDB3码的特点如下:
基带信号无直流成分,且只有很小的低频成分;
连0串符号最多只有3个,利于定时信息的提取;
不受信源统计特性的影响。
二、软件模块设计
Quartus Ⅱ简介
Quartus II 是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件,支持原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL(Altera Hardware Description L