三CMI編譯碼及其光纖傳輸

1、實驗三 CMI編譯碼及其光纖傳輸實驗一、 實驗目的1、 了解CMI碼的碼型特點。2、 掌握CMI碼的編碼規(guī)則。3、 了解CMI碼編碼電路的工作原理。4、 了解CMI碼譯碼電路的工作原理。二、 實驗內容1、 用示波器觀察CMI碼與NRZ碼的對應關系2、 在了解CMI編譯碼電路的原理基礎上設計出另外一種編譯碼電路三、 基本原理本實驗使用的電路模塊為CMI編譯碼電路，共有兩個編碼譯碼電路組成，可同時完成兩路信號的編碼譯碼工作。該電路模塊采用CPLD來實現的，其原理圖如圖CMI編碼電路原理圖3-3、3-4和CMI譯碼電路原理圖3-5所示。電路組成：CMI碼即為傳號翻轉碼，NRZ的“1”交替地用CMI的

2、“00”和“11”來表示，而“0”則固定用“01”來表示，因此把信號從1位（bit）變成了2位（bit），屬于二電平的NRZ的1B2B碼型，這種碼的特點是有一定的糾錯能力，并且易于實現，易于定時提取，因此在低速的系統中選為傳輸碼型，圖3-1為CMI碼與NRZ碼的對應關系。在本實驗系統中，CLK采用16.38MHz晶振二分頻，這樣CMI編碼信號中對應NRZ 的“0”電平，信號頻率應該是8.19MHz左右，對應NRZ信號的“1”電平，信號頻率應該是4.09MHz左右。即一個NRZ高電平對應CMI編碼信號是12對“1100”，一個NRZ低電平對應CMI編碼信號是24對“10”。 圖3-1 CMI碼與

3、NRZ碼的對應關系（1）CMI編碼電路編碼電路用來接收來自信號源的單極性非歸零碼（NRZ）碼，并把這種碼型變換為CMI碼送至光發(fā)送單元，其框圖如圖3-2所示，電路原理圖如圖3-3所示。圖3-2 CMI編碼框圖單極性碼輸入該模塊后首先用CLK同步，例如輸入若是傳號（1），則翻轉輸出，如果是空號（0）則打開門開關，使時鐘信號取反后輸出，本實驗所用的NRZ碼是從數字信號源輸出的NRZ信號，該信號為24位PN碼，其輸入的信碼序列可用K1K3開關隨意改變，如圖3-6所示。 圖3-6 24位的NRZ碼型（2）CMI譯碼電路CMI譯碼電路的電路原理圖如圖3-5所示，譯碼電路的設計思想是：當時鐘信號與輸入的信

4、碼對齊時，如果輸入的是“11”或“00”時，則輸出為“1”；如果輸入為“10”或“01”時，則輸出為“0”。端口說明：l DIN1： 第一路需進行編碼的信號輸入口l DIN2： 第二路需進行編碼的信號輸入口l CMI _OUT1：第一路編碼后的信號輸出口l CMI _OUT2：第二路編碼后的信號輸出口l CMI_ IN1： 第一路需進行譯碼的信號輸入口l CMI_ IN2： 第二路需進行譯碼的信號輸入口l DOUT1： 第一路譯碼后的信號輸出口l DOUT2： 第二路譯碼后的信號輸出口四、 實驗步驟1、 熟悉CMI編譯碼模塊電路的工作原理。2、 連線：（1） CMI編碼實驗連線：數字信號源模塊

5、的NRZ-OUT接至CMI編譯碼模塊的DIN1或(DIN2)。本實驗箱上PCM&CMI編譯碼單元有兩路CMI編碼和兩路CMI譯碼，兩路編碼之間相互獨立，兩路譯碼之間相互獨立。編碼一路單元輸出信號可經過譯碼一路單元進行譯碼，也可經過譯碼二路單元進行譯碼。（2） CMI譯碼實驗連線：CMI編譯碼模塊上的CMI_ OUT1接到CMI編譯碼模塊上的CMI_ IN1或(CMI_ OUT2接到CMI_ IN2)。3、 用示波器觀察CMI編譯碼模塊上各測試點的信號波形。用數字信號源的FS信號作為示波器的外同步信號，進行下列觀察：（1） 示波器的兩通道探頭分別接在NRZ-OUT和BS-OUT，對照發(fā)光二極管的

6、發(fā) 光狀態(tài)，判斷數字信號源模塊電路是否已正常工作（1碼對應發(fā)光二極管亮，0碼對應發(fā)光二極管滅）；（2） 示波器的CH1接在CMI編譯碼模塊的DIN1上，CH2接在CMI_OUT1上，觀察并總結出CMI碼與NRZ碼的關系。檢測點波形開關K1、K2、K3撥碼碼元：0 1 0 1數字信號源單元NRZ點PCM&CMI編譯碼單元CMI-OUT1圖3-7NRZ信號與經過CMI編碼的信號比較由于時鐘信號較高，在一個NRZ碼高電平期間，CMI碼編碼信號如下：由于時鐘信號較高，在一個NRZ碼低電平期間，CMI碼編碼信號如下：檢測點波形數字信號源單元NRZ點PCM&CMI編譯碼單元DOUT1圖3-8 NRZ信號與

7、經過CMI編譯碼的還原信號（3） 示波器的CH1接在CMI編譯碼模塊的DIN1上， CH2接在CMI編譯碼模塊的DOUT1上，觀察并總結出NRZ碼與CMI碼的關系。參見圖3-8 NRZ信號與經過CMI編譯碼的還原信號（4） 本單元的接法如下，DOUT1接位同步模塊的NRZ和幀同步模塊的NRZ，數字終端模塊的NRZ。位同步模塊的BS-OUT接幀同步的BS-IN，幀同步和FS-OUT 和位同步的BS-OUT接數字終端的FS和BS。連接好之后，接受到的NRZ顯示應和信號源的顯示一致，可更直觀的顯示結果。注意：由于示波器探頭的原因，實驗中有可能看不到很理想的CMI碼型及NRZ碼型。五、 實驗報告要求1、 設輸入的NRZ碼為：111100010110010000100110，求出其對應的CMI編碼，