Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ к лабам.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
601.84 Кб
Скачать

3.4 Контрольные вопросы

 

3.4.1 Дать определение регенерации цифрового сигнала.

3.4.2 Зарисовать осциллограммы сигналов на входе/выходе формирователя кода.

3.4.3 Дать определение коэффициенту ошибок.

3.4.4 Объяснить  по осциллограммам о смещении уровней «1» и «0» при передаче различных кодовых комбинаций.

3.4.5 Дать определение метки времени. 

 

4 Лабораторная работа. Изучение линейных кодов: NRZ и AMI, биполярного кода с замещением трёх нулей (B3ZS), манчестерского кода (CMI), парноизбирательного троичного кода (PST)

 

4.1 Цель работы:

Сравнение помехозащищённости линейных кодов при прохождении сигналов через линии связи с различными параметрами.

 

4.2 Описание используемой установки:

- источник передаваемого кода;

- формирователь линейных кодов (линейный кодер);

- линейный усилитель;

- эквивалент линии связи с переключаемыми параметрами;

- блок регенерации принятого сигнала;

- блок выделения тактовой частоты;

- индикатор принятого кода;

- блок подсчёта ошибок.

На левой панели установки (см. рисунок 14) расположен формирователь передаваемого кода, который включает в себя:

 

Рисунок 14

 

─ четыре восьмиразрядных регистра с возможностью параллельной записи информации, представляющей собой четыре цифровых сигнала;

─ мультиплексор, выполняющий побайтовое объединение четырёх цифровых сигналов в единый поток. Коэффициент мультиплексирования равен четырём;

─ линейный кодер, который преобразует объединённый поток в один из выбранных кодов:

● без возврата к нулю (NRZ);

● чередующей полярностью импульсов (AMI);

● биполярный код с замещением трёх нулей (B3ZS);

● манчестерский код (CMI);

● парноизбирательный троичный код (PST);

─ формирователь импульсов управления, который вырабатывает импульсные сигналы для считывания информации  с регистров Y1, Y2, Y3 и Y4, управления работой мультиплексора и синхронизации генератора тактовых импульсов, необходимых для работы формирователя линейных кодов;

─ генератор меток времени (см. рисунок 15), предназначенных для визуального индикации:

 ● начала цикла объединённого потока;

 ● начала байта цифрового сигнала;

 ● начала каждого бита.

Рисунок 15 -  Метки времени

 

─ выход для синхронизации осциллографа, позволяющий просматривать поочерёдно потоки цикла Y1, Y2, Y3 и Y4. Выход этого блока подключается к входу внешней синхронизации осциллографа.

─ формирователь тестовых импульсов вырабатывает три варианта импульсных сигналов со следующими параметрами:

● период (T) равен 16 мс;

● частота (f) равна 62,5 Гц;

● амплитуда (Um) равна 5 В;

● длительность (τ) равна:

                             ◊ F1 = 0,125 мс;

                             ◊ F2 = 0,25 мс;

                               ◊ F3 = 0,5 мс;

● скважность (q) равна:

                             ◊ F1 = 128;

                             ◊ F2 = 64;

                               ◊ F3 = 32.

 

На средней панели установки (см. рисунок 16) расположен эквивалент линии связи, который включает в себя:

 

Рисунок – 16

 

─ линейный усилитель, который усиливает мощность передаваемого сигнала с коэффициентом усиления по напряжению равным 1;

─ эквивалент линии связи с изменяемыми параметрами:

● полоса пропускания:

                   1) 1100 Гц;

                   2) 2050 Гц;

                   3) 9000 Гц;

         

● затухание:

                   1) 1,5 дБ;

                   2) 9 дБ;

                   3) 18 дБ;

● генератор шума с регулируемым уровнем.

 

На правой панели установки (см. рисунок 17) расположена приёмная часть, которая включает в себя:

Рисунок 17

 

─ усилитель с АРУ (автоматической регулировкой уровня);

─ устройство выделения тактовой частоты:

● выпрямитель;

● узкополосный фильтр;

● контур ударного возбуждения;

● формирователь тактовых импульсов;

─ схема решения с изменением порога срабатывания от -5 до +5 В;

─ индикатор принятого кода, зелёным светом загораются правильно принятые импульсы (присутствующие на передаче), красным светом не правильно принятые (отсутствующие на передаче);

─ блок подсчёта ошибок показывает процент ошибок в линии.

 

Для проведения лабораторных занятий из внешних измерительных приборов требуется двухканальный осциллограф с полосой 20 МГц.

 

4.2.1  Программа работы

 

В таблице 14 приведены пять вариантов заданий

 

Т а б л и ц а 14

Вариант

Y1

Y2

Y3

Y4

 

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

2

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

1

1

1

1

1

0

0

0

3

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

4

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

1

5

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

 

4.2.2 Расчётная часть

 

Запишите свой вариант задания в таблицу 15 и переведите в код NRZ и AMI.

Т а б л и ц а 15

Код

Y1

Y2

Y3

Y4

 

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

1

0

1

NRZ

1

1

-1

1

1

1

1

-1

1

-1

1

1

1

-1

-1

1

-1

1

1

1

-1

-1

-1

1

1

-1

1

-1

-1

1

-1

1

AMI

1

-1

0

1

-1

1

-1

0

1

0

-1

1

-1

0

0

1

0

-1

1

-1

0

0

0

1

-1

0

1

0

0

-1

0

1

Зарисуйте кодированный цикл.

 

4.2.3 Практическая часть

 

Соберите схему исследований, изображённую на рисунке 19.

 

 

Рисунок 19 - Схема исследований

 

Последовательность исследования:

― установите на регистрах Y1, Y2, Y3 и Y4 двоичный код, приведённый в таблице1 для вашего варианта;

― с помощью ручки синхронизация осциллографа, расположенной на левой панели установки, можно легко рассмотреть весь цикл мультиплексированного потока;

― установите код NRZ;

― настройте осциллограф, чтобы на экране был виден первый 8 битовый поток (Y1);

― зарисуйте осциллограмму;

― с помощью ручки «синхронизация осциллографа» на левой панели установки передвигаем осциллограмму, зарисуйте осциллограммы потоков Y2, Y3 и Y4;

― установите код AMI;

― зарисуйте осциллограммы потоков Y1, Y2, Y3 и Y4.

 

4.2.4 Пример выполнения

 

Вариант задания:

Y1

Y2

Y3

Y4

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

1

0

1

 

 

Переводим заданную последовательность в коды NRZ и AMI и записываем в таблицу

Код

Y1

Y2

Y3

Y4

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

1

0

1

NRZ

1

1

-1

1

1

1

1

-1

1

-1

1

1

1

-1

-1

1

-1

1

1

1

-1

-1

-1

1

1

-1

1

-1

-1

1

-1

1

AMI

1

-1

0

1

-1

1

-1

0

1

0

-1

1

-1

0

0

1

0

-1

1

-1

0

0

0

1

-1

0

1

0

0

-1

0

1

 

Нарисуем сигнал на выходе кодера рисунок 20.

 

Рисунок 20

 

Собираем схему измерений (см. рисунок 19).

Устанавливаем на регистрах заданную кодовую комбинацию.

На кодере выбираем линейный код NRZ.

Осциллограф настраиваем так, чтобы был виден Y1.

Y1

Зарисовываем осциллограмму.

С помощью ручки «синхронизация осциллографа» на левой панели установки, передвигаем осциллограмму, и зарисовываем все остальные потоки Y2, Y3, Y4.

 

 

 

 

                Y2                                            Y3                                          Y4

 

На кодере выбираем линейный код AMI.

Зарисовываем осциллограммы потоков Y1, Y2, Y3 и Y4.

 

Y1

               

 

 

 

   Y2                                          Y3                                                Y4

 

4.3 Изучение линейного биполярного кода с замещением трёх нулей (B3ZS)  с различными параметрами.

 

4.3.1 Программа работы

В таблице 16 приведены пять вариантов заданий.

 

Т а б л и ц а 16

Вариант

Y1

Y2

Y3

Y4

 

1

1

0

0

0

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

1

1

0

0

2

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

3

0

1

1

1

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

0

1

0

4

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

1

5

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

 

4.3.2 Расчётная часть

Запишите свой вариант задания в таблицу 17 и переведите в код B3ZS.

 

Т а б л и ц а 17

Код

Y1

Y2

Y3

Y4

 

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

B3ZS

1

-1

0

1

-1

1

-1

0

1

0

-1

1

0

0

1

0

0

-1

1

-1

0

0

-1

0

1

0

-1

0

0

1

0

-1

 

Зарисуйте кодированный цикл.

 

 

4.3.3 Практическая часть

 

Снять осциллограммы с выхода декодера. Для этого соберите схему исследований, изображённую на рисунке 21.

Рисунок 21 - Схема исследований

 

Последовательность исследования:

― установите на регистрах Y1, Y2, Y3 и Y4 двоичный код, приведённый в таблице16 для вашего варианта;

― установите код B3ZS;

― настройте осциллограф, чтобы на экране был виден первый 8 битовый поток (Y1);

― зарисуйте осциллограмму;

― с помощью ручки «синхронизация осциллографа» на левой панели установки передвигаем осциллограмму, зарисуйте осциллограммы потоков Y2, Y3 и Y4.

 

4.3.4 Пример выполнения

 

Вариант задания:

Y1

Y2

Y3

Y4

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

 

Переводим заданную последовательность в код B3ZS и записываем в таблицу

Код

Y1

Y2

Y3

Y4

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

B3ZS

1

-1

0

1

-1

1

-1

0

1

0

-1

1

0

0

1

0

0

-1

1

-1

0

0

-1

0

1

0

-1

0

0

1

0

-1

 

Нарисуем сигнал на выходе кодера рисунок 22.

Рисунок  22 - Сигнал на выходе кодера

 

Собираем схему измерений (см. рисунок 21).

Устанавливаем на регистрах заданную кодовую комбинацию.

На кодере выбираем линейный код B3ZS.

Осциллограф настраиваем так, чтобы был виден Y1.

Y1

 

Зарисовываем осциллограмму.

С помощью ручки «синхронизация осциллографа» на левой панели установки передвигаем осциллограмму и зарисовываем все остальные потоки Y2, Y3, Y4.

 

 

 

 

 

 

                           

            Y2                                          Y3                                          Y4

 

4.4 Изучение линейного манчестерского кода

 

4.4.1 Программа работы

В таблице 18 приведены пять вариантов заданий.

 

Т а б л и ц а 18

Вариант

Y1

Y2

Y3

Y4

 

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

1

1

0

0

2

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

1

1

1

1

1

0

0

0

3

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

4

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

1

5

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

 

4.4.2 Расчётная часть

Запишите свой вариант задания в таблицу 19 и переведите в манчестерский код (CMI).

 

Т а б л и ц а 19

Код

Y1

Y2

Y3

Y4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CMI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зарисуйте кодированный цикл.

 

4.4.3 Практическая часть

Снять осциллограммы с выхода декодера. Для этого соберите схему исследований, изображённую на рисунке 23.

Рисунок 23 - Схема исследований

 

Последовательность исследования:

― установите на регистрах Y1, Y2, Y3 и Y4 двоичный код, приведённый в таблице 23 для вашего варианта;

― установите код CMI;

― настройте осциллограф, чтобы на экране был виден первый 8 битовый поток (Y1);

― зарисуйте осциллограмму;

― с помощью ручки «синхронизация осциллографа» на левой панели установки передвигаем осциллограмму, зарисуйте осциллограммы потоков Y2, Y3 и Y4.

 

4.4.4 Пример выполнения

 

Вариант задания:

Y1

Y2

Y3

Y4

 

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

1

0

1

 

Переводим заданную последовательность в манчестерский код (CMI) и записываем в таблицу

Код

Y1

Y2

Y3

Y4

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

 

CMI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нарисуем сигнал на выходе кодера рисунок 24.

Рисунок 24 - Сигнал на выходе кодера

 

Собираем схему измерений (см. рисунок 23).

Устанавливаем на регистрах заданную кодовую комбинацию.

На кодере выбираем линейный код CMI.

Осциллограф настраиваем так, чтобы был виден Y1.

 

Y1

Зарисовываем осциллограмму.

С помощью ручки «синхронизация осциллографа» на левой панели установки передвигаем осциллограмму и зарисовываем все остальные потоки Y2, Y3, Y4.

 

 

 

 

 

 

                                 

       Y2                                          Y3                                        Y4

 

4.5 Изучение линейного парно избирательного троичного кода (PST)

 

4.5.1  Программа работы

В таблице 20 приведены пять вариантов заданий.

 

 

Т а б л и ц а 20

Вариант

Y1

Y2

Y3

Y4

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

1

1

0

0

 

2

1

0

1

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

1

1

1

1

1

0

0

0

 

3

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

 

4

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

1

 

5

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

 

 

4.5.2 Расчётная часть

Запишите свой вариант задания в таблицу 21 и переведите в парноизбирательный троичный код (PST).

 

Т а б л и ц а 21

Код

Y1

Y2

Y3

Y4

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

 

PST

0

-1

-1

1

1

0

1

-1

1

-1

0

-1

0

1

-1

0

-1

1

1

0

-1

0

0

1

1

-1

1

-1

-1

1

-1

1

 

         Зарисуйте кодированный цикл.

 

4.5.3 Практическая часть

Снять осциллограммы с выхода декодера. Для этого соберите схему исследований, изображённую на рисунке 25.

Рисунок 25 - Схема исследований

Последовательность исследования:

― установите на регистрах Y1, Y2, Y3 и Y4 двоичный код, приведённый в таблице 20 для вашего варианта;

― установите код PST;

― настройте осциллограф, чтобы на экране был виден первый 8 битовый поток (Y1);

― зарисуйте осциллограмму;

― с помощью ручки «синхронизация осциллографа» на левой панели установки передвигаем осциллограмму, зарисуйте осциллограммы потоков Y2, Y3 и Y4.

 

4.5.4 Пример выполнения

 

Вариант задания:

Y1

Y2

Y3

Y4

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

 

Переводим заданную последовательность в манчестерский код (CMI) и записываем в таблицу.

 

Код

Y1

Y2

Y3

Y4

 

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

PST

0

-1

-1

1

1

0

1

-1

1

-1

0

-1

0

1

-1

0

-1

1

1

0

-1

0

0

1

1

-1

1

-1

-1

1

-1

1

 

Нарисуем сигнал на выходе кодера рисунок 26.

Рисунок 26 - Сигнал на выходе кодера

 

Собираем схему измерений (см. рисунок 25.).

Устанавливаем на регистрах заданную кодовую комбинацию.

На кодере выбираем линейный код PST.

Осциллограф настраиваем так, чтобы был виден Y1

 

Y1

Зарисовываем осциллограмму.

С помощью ручки «синхронизация осциллографа» на левой панели установки передвигаем осциллограмму и зарисовываем все остальные потоки Y2, Y3, Y4.

 

 

 

 

 

 

                          

               Y2                                           Y3                                           Y4

 

4.6 Содержание отчёта

Отчет должен содержать: цель, схематические рисунки, таблицы результатов наблюдений, осциллограммы сигналов,  выводы по работе.