通信原理实验15曼彻斯特码编解码实验

实验十四曼彻斯特码编解码实验

实验十五曼彻斯特码编解码实验

实

验

内

容

1. 熟悉曼彻斯特码编码实验2．熟悉曼彻斯特码译码实验

一、实验目的

1．掌握曼彻斯特码的编解码规则的过程2．掌握曼彻斯特码的编解码原理

3. 学习通过CPLD编程实现曼彻斯特码编译码实验

二、实验电路工作原理

在实际的基带传输系统中，并不是所有码字都能在信道中传输。例如，含有直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输，因为它有可能造成信号严重畸变。同时，一般基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取收定时信号，的码型，如果码型出现长时间的连“

而收定时信号却又依赖于传输

0”或连“1”符号，则基带信号可能会长时间的出现

0电位。从而使收定时恢复系统难以保证收定时信号的准确性。实际的基带传输系统还可能提出其它要求，因而对基带信号也存在各种可能的要求。归纳起来，对传输用的基带信号的主要要求有两点：

①对各种代码的要求，期望将原始信息的符号编制成适合于传输用的码型，②对所传码型的电波波形要求，期望电波波形适宜于在信道中传输。

前一问题称为传输码型选择，后一问题称为基带脉冲的选择。这是两个既有独立性又有联系的问题，也是基带传输原理中十分重要的两个问题。

传输码（又称线路码）的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。在较为复杂的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性：

①能从其相应的基带信号中获取定时信息；

②相应的基带信号无直流成分和只有很小的低频成分；③不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；④尽可能地提高传输码型的传输效率；⑤具有内在的检错能力，等等。

86

实验十四曼彻斯特码编解码实验

（Manchester code）又称裂相码、双向码，是一种用电平跳变来表示

（曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码）

1。

曼彻斯特码

或0的编码，它是计算机网络中常用的两种编码方法

未经编码的二进制基带数字信号就是高电平和低电平不断交替的信号。至于用低电平代表1或0都是可以的。使用这种最简单的基带信号的最大问题就是当出现一长串的连时，在接收端无法收到的比特流中提取位同步信号。曼彻斯特编码可以解决这一问题。其变化规则很简单，即每个码元均用两个不现相位的电平信号表示，

也就是一个周期的方波，

1或0

但0码和1码的相位正好相反。它的编码应用范围很广，如局域网等。此项实验为软件编程实现。

1．曼彻斯特码的编码原理：用两个二进制码取代原来的码

即：用10 取代 0

用01 取代 1

例如： 1 1 0 0 1 0 1 取代后 01 01 10 10 01 10 01

2．曼彻斯特码的编码方案

process(en,data_cp) begin

if (en ='0') then temp<=\

elsif(data_cp'event and data_cp='1') then

if(datain='1')then temp<=\else temp<=\end if; end if; end process;

process(en,data_cpx2) begin

if en='0' then i<=0;

elsif(data_cpx2'event and data_cpx2='1') then

if i=0 then i<=1;

87

实验十四曼彻斯特码编解码实验

else i<=0; end if;

cfm_out<=temp(i); end if; end process;

3．解码原理：由编码规则知道，当遇到4．解码方案

process(data_cp2x,en_temp) begin

if en_temp='0' then temp<=\

elsif(data_cp2x'event and data_cp2x='1') then temp(0)<=datain; temp(1)<=temp(0); end if; end process;

process(data_cp,temp,en_temp) begin

if en_temp='0' then nrz_out<='0';rstcfmout<='0'; elsif(data_cp'event and data_cp='0')then

if (temp=\

then nrz_out <='0';

10 用0 还原，遇到01 用1 还原。

elsif temp=\else nrz_out<='1'; end if; rstcfmout<='1'; end if; end process;

四、实验内容和步骤

拨码开关识别注意点：

SWD01拨上为“1”，拨下为“0”，SWD01拨上为“0”，拨下为“1”，同时输入信号从高位算起（即第八位向第一位开始算起）

。

1．将SWD02 ( 8位的拨码开关)拨到你想要观察的数据；

2．将SWD01(4位的拨码开关)拨为1011，选择曼彻斯特编解码，按动

88

RST复位程序；

实验十四曼彻斯特码编解码实验

TPD07的发送信号码元波形，

TPD13的时钟信号，观察发送码元的发光管

3．用示波器观测

DD01，DD02……DD08的显示；

4．观察TPD01的曼彻斯特编码波形，记录并分析曼彻斯特码的编码规则；

5．观察TDP08处的曼彻斯特码解码码元，分析曼彻斯特码的解码算法；6．将1步骤中的数据改变，再重复以上步骤。

五、实验报告要求

1．考虑你观测的波形若没有和你要拨的码元比对，能不能正确解出原始码来，若不

能，考虑为什么，有什么解决方案吗？

2．体会曼彻斯特码易于提取时钟信息的特点，若有能力可以考虑如何提取，讲一下

大概的思路。

六、测试点说明

1．TPD07：基带信号输入，码型与输入相对应；2．TPD13：时钟信号；

3．TPD01：曼彻斯特码编码输出；4．TPD08：曼彻斯特码译码输出。备注：实验由试样程序实现，以自己定义，电路原理图见附录。

有兴趣的同学可以自己用

QUARTUSⅡ自己编译，测试点可

89