三CMI編譯碼及其光纖傳輸

1、實(shí)驗(yàn)三 CMI編譯碼及其光纖傳輸實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解CMI碼的碼型特點(diǎn)。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(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 用示波器觀察CMI碼與NRZ碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系2、 在了解CMI編譯碼電路的原理基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出另外一種編譯碼電路三、 基本原理本實(shí)驗(yàn)使用的電路模塊為CMI編譯碼電路，共有兩個(gè)編碼譯碼電路組成，可同時(shí)完成兩路信號(hào)的編碼譯碼工作。該電路模塊采用CPLD來(lái)實(shí)現(xiàn)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(hào)翻轉(zhuǎn)碼，NRZ的“1”交替地用CMI的

2、“00”和“11”來(lái)表示，而“0”則固定用“01”來(lái)表示，因此把信號(hào)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(diǎn)是有一定的糾錯(cuò)能力，并且易于實(shí)現(xiàn)，易于定時(shí)提取，因此在低速的系統(tǒng)中選為傳輸碼型，圖3-1為CMI碼與NRZ碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，CLK采用16.38MHz晶振二分頻，這樣CMI編碼信號(hào)中對(duì)應(yīng)NRZ 的“0”電平，信號(hào)頻率應(yīng)該是8.19MHz左右，對(duì)應(yīng)NRZ信號(hào)的“1”電平，信號(hào)頻率應(yīng)該是4.09MHz左右。即一個(gè)NRZ高電平對(duì)應(yīng)CMI編碼信號(hào)是12對(duì)“1100”，一個(gè)NRZ低電平對(duì)應(yīng)CMI編碼信號(hào)是24對(duì)“10”。 圖3-1 CMI碼與

3、NRZ碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系（1）CMI編碼電路編碼電路用來(lái)接收來(lái)自信號(hào)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(hào)（1），則翻轉(zhuǎn)輸出，如果是空號(hào)（0）則打開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān)，使時(shí)鐘信號(hào)取反后輸出，本實(shí)驗(yàn)所用的NRZ碼是從數(shù)字信號(hào)源輸出的NRZ信號(hào)，該信號(hào)為24位PN碼，其輸入的信碼序列可用K1K3開(kāi)關(guān)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(shè)計(jì)思想是：當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)與輸入的信

4、碼對(duì)齊時(shí)，如果輸入的是“11”或“00”時(shí)，則輸出為“1”；如果輸入為“10”或“01”時(shí)，則輸出為“0”。端口說(shuō)明：l DIN1： 第一路需進(jìn)行編碼的信號(hào)輸入口l DIN2： 第二路需進(jìn)行編碼的信號(hào)輸入口l CMI _OUT1：第一路編碼后的信號(hào)輸出口l CMI _OUT2：第二路編碼后的信號(hào)輸出口l CMI_ IN1： 第一路需進(jìn)行譯碼的信號(hào)輸入口l CMI_ IN2： 第二路需進(jìn)行譯碼的信號(hào)輸入口l DOUT1： 第一路譯碼后的信號(hào)輸出口l DOUT2： 第二路譯碼后的信號(hào)輸出口四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、 熟悉CMI編譯碼模塊電路的工作原理。2、 連線(xiàn)：（1） CMI編碼實(shí)驗(yàn)連線(xiàn)：數(shù)字信號(hào)源模塊

5、的NRZ-OUT接至CMI編譯碼模塊的DIN1或(DIN2)。本實(shí)驗(yàn)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(dú)立，兩路譯碼之間相互獨(dú)立。編碼一路單元輸出信號(hào)可經(jīng)過(guò)譯碼一路單元進(jìn)行譯碼，也可經(jīng)過(guò)譯碼二路單元進(jìn)行譯碼。（2） CMI譯碼實(shí)驗(yàn)連線(xiàn)：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(cè)試點(diǎn)的信號(hào)波形。用數(shù)字信號(hào)源的FS信號(hào)作為示波器的外同步信號(hào)，進(jìn)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(duì)照發(fā)光二極管的

6、發(fā) 光狀態(tài)，判斷數(shù)字信號(hào)源模塊電路是否已正常工作（1碼對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管亮，0碼對(duì)應(yīng)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(jié)出CMI碼與NRZ碼的關(guān)系。檢測(cè)點(diǎn)波形開(kāi)關(guān)K1、K2、K3撥碼碼元：0 1 0 1數(shù)字信號(hào)源單元NRZ點(diǎn)PCM&CMI編譯碼單元CMI-OUT1圖3-7NRZ信號(hào)與經(jīng)過(guò)CMI編碼的信號(hào)比較由于時(shí)鐘信號(hào)較高，在一個(gè)NRZ碼高電平期間，CMI碼編碼信號(hào)如下：由于時(shí)鐘信號(hào)較高，在一個(gè)NRZ碼低電平期間，CMI碼編碼信號(hào)如下：檢測(cè)點(diǎn)波形數(shù)字信號(hào)源單元NRZ點(diǎn)PCM&CMI編譯碼單元DOUT1圖3-8 NRZ信號(hào)與

7、經(jīng)過(guò)CMI編譯碼的還原信號(hào)（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(jié)出NRZ碼與CMI碼的關(guān)系。參見(jiàn)圖3-8 NRZ信號(hào)與經(jīng)過(guò)CMI編譯碼的還原信號(hào)（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(shù)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(shù)字終端的FS和BS。連接好之后，接受到的NRZ顯示應(yīng)和信號(hào)源的顯示一致，可更直觀的顯示結(jié)果。注意：由于示波器探頭的原因，實(shí)驗(yàn)中有可能看不到很理想的CMI碼型及NRZ碼型。五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、 設(shè)輸入的NRZ碼為：111100010110010000100110，求出其對(duì)應(yīng)的CMI編碼，