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实验三 CMI编译码及其光纤传输实验 实验目的 了解CMI码的码型特点。 掌握CMI码的编码规则。 了解CMI码编码电路的工作原理。 了解CMI码译码电路的工作原理。 实验内容 用示波器观察CMI码与NRZ码的对应关系 在了解CMI编译码电路的原理基础上设计出另外一种编译码电路 基本原理 本实验使用的电路模块为CMI编译码电路，共有两个编码译码电路组成，可同时完成两路信号的编码译码工作。该电路模块采用CPLD来实现的，其原理图如图CMI编码电路原理图3-3、3-4和CMI译码电路原理图3-5所示。 电路组成： CMI码即为传号翻转码，NRZ的“1”交替地用CMI的“00”和“11”来表示，而“0”则固定用“01”来表示，因此把信号从1位（bit）变成了2位（bit），属于二电平的NRZ的1B2B码型，这种码的特点是有一定的纠错能力，并且易于实现，易于定时提取，因此在低速的系统中选为传输码型，图3-1为CMI码与NRZ码的对应关系。 在本实验系统中，CLK采用16.38MHz晶振二分频，这样CMI编码信号中对应NRZ 的“0”电平，信号频率应该是8.19MHz左右，对应NRZ信号的“1”电平，信号频率应该是4.09MHz左右。即一个NRZ高电平对应CMI编码信号是12对“1100”，一个NRZ低电平对应CMI编码信号是24对“10”。 图3-1 CMI码与NRZ码的对应关系 （1）CMI编码电路 编码电路用来接收来自信号源的单极性非归零码（NRZ）码，并把这种码型变换为CMI码送至光发送单元，其框图如图3-2所示，电路原理图如图3-3所示。 图3-2 CMI编码框图 单极性码输入该模块后首先用CLK同步，例如输入若是传号（1），则翻转输出，如果是空号（0）则打开门开关，使时钟信号取反后输出，本实验所用的NRZ码是从数字信号源输出的NRZ信号，该信号为24位PN码，其输入的信码序列可用K1～K3开关随意改变，如图3-6所示。 图3-6 24位的NRZ码型 （2）CMI译码电路 CMI译码电路的电路原理图如图3-5所示，译码电路的设计思想是： 当时钟信号与输入的信码对齐时，如果输入的是“11”或“00”时，则输出为“1”；如果输入为“10”或“01”时，则输出为“0”。 端口说明： DIN1： 第一路需进行编码的信号输入口 DIN2： 第二路需进行编码的信号输入口 CMI _OUT1：第一路编码后的信号输出口 CMI _OUT2：第二路编码后的信号输出口 CMI_ IN1： 第一路需进行译码的信号输入口 CMI_ IN2： 第二路需进行译码的信号输入口 DOUT1： 第一路译码后的信号输出口 DOUT2： 第二路译码后的信号输出口 实验步骤 熟悉CMI编译码模块电路的工作原理。 连线： CMI编码实验连线：数字信号源模块的NRZ-OUT接至CMI编译码模块的DIN1或(DIN2)。 本实验箱上PCMCMI编译码单元有两路CMI编码和两路CMI译码，两路编码之间相互独立，两路译码之间相互独立。编码一路单元输出信号可经过译码一路单元进行译码，也可经过译码二路单元进行译码。 CMI译码实验连线：CMI编译码模块上的CMI_ OUT1接到CMI编译码模块上的CMI_ IN1或(CMI_ OUT2接到CMI_ IN2)。 用示波器观察CMI编译码模块上各测试点的信号波形。 用数字信号源的FS信号作为示波器的外同步信号，进行下列观察： 示波器的两通道探头分别接在NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发 光状态，判断数字信号源模块电路是否已正常工作（‘1’码对应发光二极管亮，‘0’码对应发光二极管灭）； 示波器的CH1接在CMI编译码模块的DIN1上，CH2接在CMI_OUT1上，观察并总结出CMI码与NRZ码的关系。 检测点 波形 开关K1、K2、K3拨码 码元：0 1 0 1 数字信号源单元NRZ点 PCMCMI编译码单元CMI-OUT1 图3-7NRZ信号与经过CMI编码的信号比较 由于时钟信号较高，在一个NRZ码高电平期间，CMI码编码信号如下： 由于时钟信号较高，在一个NRZ码低电平期间，CMI码编码信号如下： 检测点 波形 数字信号源单元NRZ点 PCMCMI编译码单元DOUT1 图3-8 NRZ信号与经过CMI编译码的还原信号 示波器的CH1接在CMI编译码模块的DIN1上， CH2接在CMI编译码模块的DOUT1上，观察并总结出NRZ码与CMI码的关系。参见图3-8 NRZ信号与经过CMI编译码的还原信号 （4） 本单元的接法如下，DOUT1接位同步模块的NRZ和