实验 CMI码型变换实验
[信息与通信]通信原理实验AMIHDB3CMI码型变换波形图
![[信息与通信]通信原理实验AMIHDB3CMI码型变换波形图](https://img.taocdn.com/s3/m/1f1ba02742323968011ca300a6c30c225801f052.png)
1. 将KX01拔去，使CMI编码输入数据悬空（全0码）。测 量TPX05，输出数据为01码，说明具有丰富的时钟信息。 2. 测量CMI译码输出数据是否与发端一致。 3. 观测译码同步信号。
返回
CMI码编码规则测试
7位m序列
15位m序列
返回
1码状态记忆测量
7位m序列，1码是00/11编码，而0码 不编码跟在1码后保持1码的状态
7. 抗连0码性能测试
CMI码编码规则测试
实验步骤：
1. 观测TPX01和TPX05，用TPX01同步，分析编码 输出数据是否与编码理论一致。 2.将KX02设置在1_2位置，重复上一步骤测量。
返回
1码状态记忆测量
实验步骤：
1. 观测TPX01和1码状态记忆输出TPX03，用TPX01 同步，根据观测结果，分析是否符合相互关系。
第四部分 码型变换技术
实验一 AMI/HDB3码型变换实验 实验二 CMI码型变换实验
返回
实验一 AMI/HDB3码型变换实验
实验目的：
1.了解二进制单极性码变换为 AMI/HDB3码的编码规则
2.熟悉HDB3码的基本特征； 3.熟悉HDB3码的编译码器工作
原理和实现方法； 4.根据测量和分析结果，画出电
15位m序列，1码是00/11编码，而0码 不编码跟在1码后保持1码的状态
返回
CMI码解码波形测试
7位m序列，输入数据与解码数据除时延外一一对应
返回
CMI码编码加错波形观测
加错时的译码输出数据与不加错时不同
返回
CMI码检错功能测试
KX01放在Dt时，TPX06与TPY05
KX01设置在M位置，TPY05无错指示
CMI码码型变换
基带码型变换设计—CMI码码型变换1. 技术指标1）设计CMI码的编译码电路。
2）输入信号为24位的周期NRZ码。
3）编译码延时小于3个码元宽度。
2. 基本原理2.1 CMI码2.1.1 CMI码简介CMI码又称传号反转码，是一种二电平非归零码。
其中，“0”码用“01”码表示，“1”码用交替的“00”、“11”表示。
这种码型的优点是：1）不存在直流分量，且低频分量较小；2）信息码流中具有很强的时钟分量，便于从信号中提取时钟信息；3)具有一定的检错能力；4）电路简单,易于实现；5）传输速率为编码前的2 倍,适用于低速率的光纤传输系统。
2.1.2 CMI码编码原理根据上边所述CMI可知，首先要把过来的NRZ码流中的“0”和“1”码分开，然后分别进行编码。
通过时钟的控制，将“0”码编译为“01”，“1”码交替编译为“00”、“11”。
2.1.3 CMI译码原理译码电路中也要有码分离电路，将过来的CMI码流两两分为高位码和低位码，然后进行异或判决，从而得到译码输出。
2.2 MaxplusⅡ软件MaxplusⅡ是Altera公司提供的FPGA/CPLD开发继承环境。
MaxplusⅡ界面友好，使用便捷，可以完成设计输入、元件适配、时序仿真和功能仿真、编程下载整个流程。
它提供了一种与结构无关的设计环境，使设计者能方便地进行设计输入、快速处理和器件编程。
本实验利用MaxplusⅡ软件进行原理图的输入、功能仿真等。
2.3 CPLDCPLD（Complex Programmable Logic Device），即复杂可编程逻辑器件,一种较PLD为复杂的逻辑元件，是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。
其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统，具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、对设计者的硬件经验要求低和保密性强等优点。
光纤通信CMI编码解码实验
实验报告课程名称：光纤通信实验类别：综合性□设计性□其他√实验项目：CMI编码解码实验专业班级：通信工程1101班姓名：学号：实验室号：实验组号：实验时间：批阅时间：指导教师：成绩：1一、实验目的：1.了解CMI编码原理；2.了解CMI解码原理；3.记录CMI编码、解码波形图；4.掌握CMI码型应用.二、实验仪器：光纤通信实验箱、示波器、光纤三、实验原理（设计方案）：CMI（Coded Mark Inversion）码是传号反转码的简称，与双相码类似，它也是一种双极性二电平码。
其编码规则是“1”码交替用“11”和“00”两位码表示；“0”码固定地用“01”表示。
CMI码易于实现，含有丰富的定时信息。
此外，由于10为禁用码组，不会出现三个以上的连码，这个规律可以用来宏观检错。
该码已被ITU-T推荐为PCM四次群的接口码型，有时也用在速率低于8.44Mb/s的光缆传输系统中。
四、实验步骤：开关：K901→2、3（M）；K902→1、2（7位）；K903→1、2（N）连线：TP901→M 序列TP903→CMI编码TPA01→接受TPA03→译码五、实验记录及分析21 记录波形图记录波形图2图1：图1说明：CMI 编码规则知，将原码的“1”码用“11”“00”码交替代替，原码的“0”码用“01”码代替，原码码元宽度是新码码元宽度的2倍。
如图，上线代表原码（M 序列），1110010下线代表新码（CMI 码），11001101010001可以看出，传输有时延。
图2图2说明：CMI码具有传输延时的特点，可以看出，图中解码完全正确（上线是原码，下线是新码）。
六、实验总结通过本次实验更加深入了解了CMI编码、解码原理，并通过调试、记录CMI编码、解码波形图掌握了CMI码型应用。
通过实际的操作巩固了书中的知识。
4。
通信原理实验报告3码型变换实验第6组
通信原理实验报告班级: 组号:0６时间：20１5/11/1２成员:学号:实验三码型变换实验一、实验目的1、了解数字基带传输的常用码型。
２、掌握BPH、CMI、AＭI、HDB３四种典型传输码型的编码规则。
二、实验内容1、BPH码变换与反变换。
2、CＭI码变换与反变换。
3、ＡＭI码变换与反变换。
4、HDB3码变换与反变换。
三、实验仪器1、信号源模块一块2、码型变换模块一块3、20M双踪示波器一台四、实验步骤(若码型太长,示波器单张图片无法清晰显示，可调整至2~３张图片记录)1、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别按下两个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮,两个模块均开始工作。
(注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线)2、信号源模块的NRZ码型选择SW01~SW03拨码开关依次设置成本组同学的学号尾数的二进制码，例：陈欢，陈金洪，陈景鹏同学学号尾数是1，2,3,则他们SW01~SW03拨码开关依次设置成0000 0001，０00０0010，000０0０11B。
码速率选择拨码开关SW04、SW05设置为ＮRZ码速率为６Kbｐｓ。
3、实验连线如下：信号源模块码型变换模块“编码输入”NRZ————————NRZBＳ—————————BS２ＢS—————————2ＢS码型变换模块“编码输出”码型变换模块“解码输入”单极性码————————单极性码位同步—————————位同步双极性码————————双极性码4、ＢＰＨ码变换与反变换（１）码型变换模块的“码型选择”拨码开关ＳＷ0１拨为100０（BPH）。
(２)示波器双踪观测编码输入“NRＺ”与编码输出“单极性码”测试点，并记录图片为图１。
（3）示波器双踪观测编码输入“ＮRZ”与解码输出“NRＺ”，并记录图片为图2。
5、ＣＭI码变换与反变换(１）码型变换模块的“码型选择”拨码开关SW０１拨为0１00（CMＩ）。
实验二_光纤通信系统线路码型CMI_编译码实验
实验二光纤通信系统线路码型CMI 编译码实验一、实验目的1、了解线路码型在光纤传输系统中的作用2、掌握线路码型CMI码的编译码过程以及电路实现原理二、实验内容1、验证符合光纤传输系统的线路码型2、观察线路码型的编译码过程三、实验仪器1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 1台2、20MHz双踪模拟示波器 1台3、FC-FC单模光跳线 1根4、连接导线 20根四、实验原理线路码型变换电路主要是适应数字光纤通信传输的需要而设置的，因此，数字光纤通信传输过程的前后必须有线路码型变换与反变换电路。
线路码型是指信道码的码型，它是将二进制的数字串变换为适合于特定传输媒介的形式。
因此，对于不同的传输媒介，有不同类型的线路码型。
对于光纤数字传输系统，不仅要考虑其传输媒介光纤的特性，还需考虑光电转换器件即光源器件和光检测器件的特性，例如光纤线路的带宽（色散）特性影响着对线路码型速率变化的选择，光源器件的非线性影响着对线路码型是单极性还是多极性的选择，一般说来，对光纤传输线路码型的选择主要考虑如下要求：（1）比特序列独立性（2）能提供足够的定时信息（3）减小功率谱密度中的高低频分量（4）误码倍增小（5）便于实现不中断业务的误码监测（6）易于在传送主信息（业务信息）的同时，传送监控、公务、数据等维护管理信息，以及区间通信等辅助信号。
（7）易于实现在介绍常用线路码型之前，先介绍一下线路码型的分类，如果从泛指的线路码型来讲，可以从不同角度来分，现简述如下。
以应用场合来分，有用于金属缆线的线路码型（又可细分为同轴电缆用的、对称电缆用的码型等等），无线系统用的线路码型，用于光缆传输系统的码型等。
本实验介绍的CMI线路码型是光线路码型。
以传输信道（或者说调制方式）来分，有基带信道的线路码型和承载（载波）信道的线路码型。
目前光纤传输系统大多采用基带直接调制光信号，对线路码型而言，仍输入基带码型。
以线路码型的电平数来分，有两电平码、三电平码、四电平码以及多电平码。
实验-CMI码型变换实验
实验-CMI码型变换实验实验CMI码型变换实验一、实验原理和电路说明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，含有丰富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，而收定时信号却又依赖于传输的码型，如果码型出现长时间的连“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他要求，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，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；2、对所选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的选择；后一问题称为基带脉冲的选择。
这是两个既有独立性又有互相联系的问题，也是基带传输原理中十分重要的两个问题。
传输码（传输码又称为线路码）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。
满足或部分满足以上特性的传输码型种类繁多，主要有：CMI码、AMI、HDB3等等，下面将主要介绍CMI码。
根据CCITT建议，在程控数字交换机中CMI 码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型。
在CMI码模块中，完成CMI的编码与解码功能。
CMI编码规则见表4.2.1所示：表4.2.1 CMI的编码规则输入码字编码结果0 011 00/11交替表示因而在CMI编码中，输入码字0直接输出01码型，较为简单。
对于输入为1的码字，其输出CMI码字存在两种结果00或11码，因而对输入1的状态必须记忆。
CMI码型变换实验实验报告_图文
CMI码型变换实验实验报告_图文本科实验报告实验名称, CMI码型变换实验课程名称, 实验时间, 任课教师, 实验地点,原理验证实验教师,综合设计实验类型, 学生姓名,自主创新学号/班级, 组号,学院, 同组搭档, 专业, 成绩,1. CMI码编码规则测试(1)用示波器同时观测CMI编码器输入数据,TPX01,和输出编码数据,TPX05,。
观测时用TPX01同步,仔细调整示波器同步。
找出并画下一个m序列周期输入数据和对应编码输出数据波形。
根据观测结果,分析编码输出数据是否与编码理论一致。
(实验结果如图,(2)(实验结果如图,2. 1码状态记忆测量(1) 用KX02设置输出周期为15位的序列,用示波器同时观测CMI编码器输入数据,TPX01,和1码状态记忆输出,TPX03,。
观测时用TPX01同步,仔细调整示波器同步。
画下一个m序列周期输入数据和对应1码状态记忆输出数据波形。
根据观测结果,分析是否符合相互关系。
(实验结果如图,(2)将KX02设置在其他位置,重复上述测量。
画下测量波形,分析测量结果。
(实验结果如图,3. CMI码解码波形测试用示波器同时观测CMI编码器输入数据,TPX01,和CMI解码器输出数据,TPY07,。
观测时用TPX01同步。
验证CMI译码器能否正常译码,两者波形除时延外应一一对应。
(实验结果如图,4. CMI码编码加错波形观测跳线开关KX03是加错控制开关,当KX03设置在E_EN位置时,左端,,将在输出编码数据流中每隔一定时间插入1个错码。
TPX06是发端加错指示测试点,用示波器同时观测加错指示点TPX06和输出编码数据TPX05的波形,观测时用TPX06同步。
画下有错码时的输出编码数据,并分析接收端CMI译码器可否检测出。
(实验结果如图,5. CMI码检错功能测试首先将输入信号选择跳线开关KX01设置在Dt位置,左端,,将加错跳线开关KX03设置在E_EN位置,人为插入错码,模拟数据经信道传输误码。
2018通信原理实验指导书
实验1 CMI码型变换实验一、实验目的1、了解CMI码的编码规则。
2、观察输入全0码或全1码时各编码输出码型，了解是否含有直流分量。
3、观察CMI码经过码型反变换后的译码输出波形及译码输出后的时间延迟。
4、熟练掌握CMI与输入信号的关系。
二、实验器材1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图CMI/BPH编译码实验原理框图2、实验框图说明CMI编码规则是遇到0编码01，遇到1则交替编码11和00。
由于1bit编码后变成2bit，输出时用时钟的1输出高bit，用时钟的0输出低bit，也就是选择器的功能。
CMI译码首先也是需要找到分组的信号，才能正确译码。
CMI码只要出现下降沿了，就表示分组的开始，找到分组信号后，对信号分组译码就可以得到译码的数据了。
四、实验步骤概述：本项目通过改变输入数字信号的码型，分别观测编码输入输出波形与译码输出波形，测量CMI编译码延时，验证CMI编译码原理并验证CMI码是否存在直流分量。
1、关电，按表格所示进行连线。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【CMI码】→【无误码】。
13号模块的开关S3置为0011，即提取512K同步时钟。
3、此时系统初始状态为：PN为256K。
4、实验操作及波形观测。
（1）观测编码输入的数据和编码输出的数据：用示波器分别观测和记录TH38#和TH68#的波形，验证CMI编码规则。
（2）观测编码输入的数据和译码输出的数据：用示波器分别观测和记录TH38#和TH138#的波形，测量CMI码的时延。
（3）断开电源，更改连线及设置。
开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【CMI码】→【无误码】。
将模块13的开关S3置为0011即提取512K同步时钟。
将模块2的开关置为00000000 00000000 00000000 00000011，用示波器分别观测编码输入的数据和编码输出的数据，调节示波器，将信号耦合状况置为交流，观察记录波形。
光纤通信原理实验一码型变换(CMI)实验
本实验系统根据光纤通信系统原理的主要知识点进行实验，结合电子技术和微处理器技术，针对光纤通信系统的典型应用可进行8项实验或示教，实验内容重点突出，内容丰富，有重点的培养实验者的动手能力。
实验系统总方框图如图1所示，它由以下7个部分单元电路组成：1、信号发生器单元2、模拟接口单元3、数字接口单元4、信号处理单元5、中央CPU控制单元6、光发端机单元7、光接收机单元每个单元电路的详细说明将在后面的实验中逐一介绍。
图2是实验系统的电原理图。
图3是实验系统元件分布图。
图1 实验系统总方框图图2 光纤通信原理实验系统分布图预习实验光纤通信原理实验系统信号发生器实验一、实验目的1、熟悉该光纤通信原理实验系统的电路组成。
2、熟悉光纤通信系统发送端信号产生的方法。
二、实验仪表1、直流稳压电源一台2、20MHz示波器一台3、三用表一台三、实验电路工作原理时钟信号是该光纤实验系统电路中的重要主成部分。
其方框图与电路原理图分别见1-1与图1-2所示。
图1-3是伪随机码产生电路。
图1-1 信号发生方框图各点波形说明如下：TPl01：2.048MHz的方波信号，作为PCM编译码电路的主时钟信号。
TPl02：1.024MHz的方波信号TPl03：128KHz的窄脉冲信号TPl04：8KHz的窄脉冲信号，作为PCM编译码电路的帧同步信号和脉冲波产生电路的波形。
W105：2KHz或1KHz的方波信号，作为正弦波产生电路的输入信号。
TPl07：8KHz或4KHz的方波信号，作为三角波产生电路的输入信号。
TPl09：64KHz的方波信号。
TP110：伪随机码产生电路输出波形，码型为000011101100101。
四、实验内容：1、用示波器测出各测量点波形，并对每一测量点的波形加以分析。
2、分析伪随机码发生器的工作原理并画出输出波形。
实验一码型变换(CMI)实验一、实验目的1、了解光纤通信采用的线路码型2、掌握CMI码的特点3、了解CMI的编解码实现方法二、预习要求1、阅读光纤通信系统原理的线路码型章节2、熟习相关电路的芯片功能，三、实验电路工作原理1、电路组成CMI码即为传号翻转码，“1”交替地用“00”和“11”表示，而“0”则固定用“01”表示，因此lbit变为2bit，故属于二电平的NRZ的1B2B码型，这种码的特点是有一定的纠错能力，易于实现，易于定时提取，因此在低速系统中选为传输码型，图1-1为CMI码与NRZ的关系图1-1 CMI码与NRZ码的转换关系a、编码电路编码电路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1-2 所示，图1-3是它的电原理图图1-2 CMI编码框图图1-3 CMI编码电原理图单极性码输入本单元后，首先用CLK同步，例如输入若是传号，则翻转输出，若是空号，则打开门开关，使时钟的反码送输出，本实验电路的伪随机码为15位的PN码，其其输入的信码序列如图1－4所示。
新CMI实验
•CMI码的特点
CMI 码的优点是没有直流分量，且低频分量较小； 信息码流中有频繁出现的电平（波形）跳变，含有丰富的定时信息，且 便于提取时钟分量； ， 具有一定的误码监测与检错能力。
编、译码电路简单，容易实现，因此，ITU-T推荐在高次群PCM终端设备 中广泛用作接口码型，在速率低于 8448kb/s 的光纤数字传输系统中也被建 议作为线路传输码型。
四、实验内容与步骤
6 CMI 译 码 同 步 观 测
CMI译码器是否同步可以通过检测错码检测 电路输出反映出。从当CMI译码器未同步时， 错码将连续的检测出。观测时，将KX01设 置在Dt位置，KX04设置在2_3位置。 1. 测量TPY05波形。 2. KX04设置在1_2位置，检测错码检 测点波形应立刻同步。
四、实验内容与步骤
7 CMI 码 抗 连 0 码 性 能 测 试
1. 将KX01拔去，使CMI编码输入数据 悬空（全0码）。测量TPX05，输出数据 为01码，说明具有丰富的时钟信息。 2. 测量CMI译码输出数据是否与发 端一致。 3. 观测译码同步信号
CMI码编码规则测试
7位m序列
15位m序列
四、实验应会技能
4.1.2 CMI译码模块电路原理图如图所示，其工作原理如下：
TPX01 TPX02 KX02 TPX03 TPX04 TPX05 KX03 实验电路实际布局图 KX04 TPX06
KX01
四、实验应会技能
EMP7604 EMP7064 TPY01
TPY02 TPY06 TPY03 TPY04 TPY05
四、实验应会技能
4.1.实验电路组成与工作原理说明
4.1.1 CMI编码模块组成框图如图所示
CMI编码电路的所有电路功能单元都集成在一片现场可编程门阵列（EMP7064） UX01芯片内。其主要电路有：1编码器（1状态记忆）、0编码器（时钟）、输出选择 器。
2018通信原理实验指导书
实验1 CMI码型变换实验一、实验目的1、了解CMI码的编码规则。
2、观察输入全0码或全1码时各编码输出码型,了解就是否含有直流分量。
3、观察CMI码经过码型反变换后的译码输出波形及译码输出后的时间延迟。
4、熟练掌握CMI与输入信号的关系。
二、实验器材1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图CMI/BPH编译码实验原理框图2、实验框图说明CMI编码规则就是遇到0编码01,遇到1则交替编码11与00。
由于1bit编码后变成2bit,输出时用时钟的1输出高bit,用时钟的0输出低bit,也就就是选择器的功能。
CMI译码首先也就是需要找到分组的信号,才能正确译码。
CMI码只要出现下降沿了,就表示分组的开始,找到分组信号后,对信号分组译码就可以得到译码的数据了。
四、实验步骤概述:本项目通过改变输入数字信号的码型,分别观测编码输入输出波形与译码输出波形,测量CMI编译码延时,验证CMI编译码原理并验证CMI码就是否存在直流分量。
1、关电,按表格所示进行连线。
2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【CMI码】→【无误码】。
13号模块的开关S3置为0011,即提取512K同步时钟。
3、此时系统初始状态为:PN为256K。
4、实验操作及波形观测。
(1)观测编码输入的数据与编码输出的数据:用示波器分别观测与记录TH38#与TH68#的波形,验证CMI编码规则。
(2)观测编码输入的数据与译码输出的数据:用示波器分别观测与记录TH38#与TH138#的波形,测量CMI码的时延。
(3)断开电源,更改连线及设置。
开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【CMI码】→【无误码】。
将模块13的开关S3置为0011即提取512K同步时钟。
将模块2的开关置为00000 00000,用示波器分别观测编码输入的数据与编码输出的数据,调节示波器,将信号耦合状况置为交流,观察记录波形。
基带码型变换设计—CMI码码型变换
设计方案原理图及工作原理
依照设计思想，在MAX+plus II上设计出设计方案二编译码总的电路图如以下图图6所示。
图6CMI码编译器设计方案二电路图
电路原理图说明：图中上半部份电路为CMI编码电路部份，下半部份为CMI译码电路部份。具体原理请看下面分析。
1）、CMI编码电路部份。在此电路中利用T′触发器来实现对上一次输入“1”码的编码状态。那个地址咱们利用一个D触发器来达到T′触发器的功能。
第二咱们来讨论一下“0”编码器的编码原理。“0”编码器是由一个非门和一个与非门组成。其中NRZ码流通过非门后接与非门一端，与非门另一端接入反向的时钟信号。当NRZ码流流出“1”时，通过非门后为“0”，接入与非门后不管另一端输入的高低电平，与非门输出总为“1”。重点为当NRZ码流中流出为“0”时，通过非门后为“1”，现在与非门的输出决定于下端时钟信号BS的输入，也能够说现在与非门相当于非门。同设计方案一，NRZ码的码元宽度为现在钟信号BS的一个周期。那么流出“0”时刻断内，与非门输出端别离为BS信号的前后各半周期的电平值即“0”、“1”。从而在这一周期内实现输出“01”。当NRZ码中下一次显现“0”时，编码输出流程式样的。这确实是“0”编码器的编码原理。
通信原理实验报告
实验一基带信号的常见码型变换一、实验目的1.熟悉NRZ,BNRZ,RZ,BRZ,曼彻斯特，CMI,密勒，PST码型变换原理及工作过程。
2.观测数字基带信号的码型变换测量点波形。
二、实验原理在实际的基带传输系统中，传输码的结构应具有以下主要特性：1）.相应的基带信号无直流分量，且低频分量少。
2）.便于从信号中提取定时信息。
3）.信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰。
4）.以上特性不受信息源统计特性的影响，即适应信息源的变化。
5）.编译码设备要尽可能简单。
1.单极性不归零码（NRZ码）单极性不归零码中，二进制代码“1”用幅度为E的正电平表示，“0”用零电平表示，单极性码中含有直流成分，而且不能直接提取同步信号。
2.双极性不归零码（BNRZ码）二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正负电平表示，当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。
3.单极性归零码（RZ码）单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码元间隔，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
单极性码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。
4.双极性归零码（BRZ码）它是双极性码的归零形式，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
5.曼彻斯特码曼彻斯特码又称为数字双相码，它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。
编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示。
例如：消息代码： 1 1 0 0 1 0 1 1 0…曼彻斯特码：10 10 01 01 10 01 10 10 01…曼彻斯特码只有极性相反的两个电平，因为曼彻斯特码在每个码元中期的中心点都存在电平跳变，所以含有位定时信息，又因为正、负电平各一半，所以无直流分量。
6.CMI码CMI码是传号反转码的简称，与曼彻斯特码类似，也是一种双极性二电平码，其编码规则：“1”码交替的用“11“和”“00”两位码表示；“0”码固定的用“01”两位码表示。
通信原理实验16CMI码的编解码实验
实验十六CMI 码的编解码实验实验内容1. 熟悉CMI码型变换编码实验。
2．熟悉CMI码型变换译码实验。
一、实验目的1．加深理解CMI码的编解码原理2．掌握CMI码的编解码方法3. 学习通过CPLD编程实现CMI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，而收定时信号却又依赖于传输的码型，如果码型出现长时间的连“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。
根据CCITT建议，在数字程控交换机中CMI码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型，在光纤通信中CMI编码得到了广泛应用。
1．CMI码的编码原理：CMI码是传号反转码的简称，其编码规则是：‘１’码交替用“11”和“00”表示；“0”码用“01”表示。
因而对输入的“1”的状态必须记忆。
同时，编码后的速率增加一倍，因而整形必须有2倍的输入码流时钟。
通信原理实验,码型变换,移相键控调制与解调,眼图,抽样定理,.
实验一码型变换实验一、基本原理在数字通信中, 不使用载波调制装置而直接传送基带信号的系统, 我们称它为基带传输系统,基本结构如图所示。
干扰基带传输系统的基本结构基带信号是代码的一种电表示形式。
在实际的基带传输系统中, 并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。
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,期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型; (2 对所选码型的电波形要求, 期望电波形适宜于在信道中传输。
AMI :AMI 码的全称是传号交替反转码。
这是一种将信息代码 0(空号和 1(传号按如下方式进行编码的码:代码的 0仍变换为传输码的 0, 而把代码中的 1交替地变换为传输码的 +1, -1, +1, -1,……。
HDB3:HDB 3码是对 AMI 码的一种改进码,它的全称是三阶高密度双极性码。
其编码规则如下:先检察消息代码(二进制的连 0情况,当没有 4个或 4个以上连 0串时,按照 AMI 码的编码规则对信息代码进行编码; 当出现 4个或 4个以上连 0串时, 则将每 4个连 0小段的第 4个 0变换成与前一非 0符号 (+1或 -1 同极性的符号, 用V 表示 (即 +1记为 +V, -1记为 -V ,为使附加 V 符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性,还必须保证相邻 V 符号也应极性交替。
当两个相邻 V 符号之间有奇数个非 0符号时,用取代节“ 000V ” 取代 4连 0信息码; 当两个相邻 V 符号间有偶数个非 0符号时, 用取代节“ B00V ” 取代 4连 0信息码。
CMI :CMI 码是传号反转码的简称,其编码规则为:“ 1”码交替用“ 11”和“ 00”表示; “ 0”码用“ 01”表示。
BPH :BPH 码的全称是数字双相码,又称 Manchester 码,即曼彻斯特码。
它是对每个二进制码分别利用两个具有 2个不同相位的二进制新码去取代的码,编码规则之一是: 0→ 01(零相位的一个周期的方波1→ 10(π相位的一个周期的方波二、实验结果CMIBPHHDB3 AMI三、结果分析各码型波形如上所示, 我们发现许多波形产生了不同程度的畸变, 表现是幅值不是单一的水平线, 而成了曲线。
光纤通信实验五 CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统
实验五CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统一、实验目的1.了解线路码型的用途2.掌握CMI 编译码的方法二、实验内容1.CMI 码的光纤传输三、实验仪器1.光纤实验系统1 台2.光纤跳线1 根3.示波器1台四、实验原理1.线路码型数字光纤通信与数字电缆通信一样，在其传输信道中，通常不直接传送终端机（例如PCM 终端机）输出的数字信号，而需要经过码型变换，使之变换成为适合于传输信道传输的码型,称之为线路码型. 在数字电缆通信中, 电缆中传输的线路码型通常为三电平的三阶高密度双极性码, 即HDB3 码，它是一种传号以正负极性交替发送的码型。
在数字光纤通信中由于光源不可能发射负的光脉冲，因而不能采用HDB3 码，只能采用0 1 二电平码。
但简单的二电平码的直流基线会随着信息流中0 1 的不同的组合情况而随机起伏，而直流基线的起伏对接收端判决不利，因此需要进行线路编码以适应光纤线路传输的要求。
线路编码还有另外两个作用：其一是消除随机数字码流中的长连0 和长连 1 码，以便于接收端时钟的提取。
其二是按一定规则进行编码后，也便于在运行中进行误码监测，以及在中继器上进行误码遥测。
2.CMI 码CMI（Coded Mark Inversion）码是典型的字母型平衡码之一。
CMI 在ITU-T G.703 建议中被规定为139 264 kbit/s（PDH 的四次群）和155 520 kbit/s（SDH 的STM-1）的物理/电气接口的码型。
其变换规则如下表所示：CMI 由于结构均匀，传输性能好，可以用游动数字和的方法监测误码，因此误码监测性能好。
由于它是一种电接口码型，因此有不少139 264 kbit/s 的光纤数字传输系统采用CMI 码作为光线路码型。
除了上述优点外，它不需要重新变换，就可以直接用四次群复接设备送来的CMI 码的电信号去调制光源器件，在接收端把再生还原的CMI 码的电信号直接送给四次群复用设备，而无须电接口和线路码型变换/反变换电路。
码型变换实验
码型变换目录一、实验目的 (2)二、实验工作原理 (2)1.码型变换原则 (2)2.常见码型变换类型 (2)3.码型变换原理 (5)4.实验框图及功能说明 (6)5.框图中各个测量点说明 (6)三、实验任务 (6)四、实验步骤 (7)1.实验准备 (7)2.单极性不归零码（NRZ 码） (7)3.双极性不归零码（BNRZ 码） (9)4.单极性归零码（RZ 码） (11)5.双极性归零码（BRZ 码） (13)6.曼彻斯特码 (15)7.密勒码 (17)8.成对选择三进码（PST 码） (18)9.关机拆线 (20)五、实验报告分析 (20)一、实验目的1. 熟悉 RZ、BNRZ、BRZ、CMI、曼彻斯特、密勒、PST 码型变换原理及工作过程；2. 观察数字基带信号的码型变换测量点波形。
二、实验工作原理1.码型变换原则在实际的基带传输系统中，在选择传输码型时，一般应考虑以下原则：(1).不含直流，且低频分量尽量少；(2).应含有丰富的定时信息，以便于从接收码流中提取定时信号；(3).功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带；(4).不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；(5).具有内在的检错能力，即码型具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观检测；(6).编译码简单，以降低通信延时和成本。
2.常见码型变换类型(1) 单极性不归零码（NRZ 码）单极性不归零码中，二进制代码“1”用幅度为E 的正电平表示，“0”用零电平表示，如下图所示。
单极性码中含有直流成分，而且不能直接提取同步信号。
图2-1 单极性不归零码示意图(2) 双极性不归零码（BNRZ 码）二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正负电平表示，如下图所示，当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。
图2-2 双极性不归零码示意图(3) 单极性归零码（RZ 码）单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码元间隔，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平，如下图所示。
实验三CMI编译码及其光纤传输实验
实验三CMI编译码及其光纤传输实验一、实验目的1、了解CMI码的码型特点。
2、掌握CMI码的编码规则。
3、了解CMI码编码电路的工作原理。
4、了解CMI码译码电路的工作原理。
二、实验内容1、用示波器观察CMI码与NRZ码的对应关系2、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三、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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3、输出选择器：由输入码流缓冲器的输出Q用于选择是1编码器输出还是0编码器输出。
输入码经过编码之后在测试点TPX05上可测量出CMI的编码输出结果。
M序列产生器：M序列产生器输出受码型选择跳线开关KX02控制，产生不同的特 殊码序列（111100010011010或1110010）。当输入数据选择跳线开关KX01设置在M位置时（右端），CMI编码器输入为M序列产生器输出数据，此时可以用示波器观测CMI编码输出信号，验证CMI编码规则。
错码发生器：为验证CMI编译码器系统具有检测错码能力，可在CMI编码器中人为插入错码。将KX03设置在E_EN位置时（左端），插入错码，否则设置在NO_N位置（右端）时，无错码插入。
随机序列产生器：为观测CMI译码器的失步功能，可以产生随机数据送入CMI译码器，使其无法同步。先将输入数据选择跳线开关KX01设置在Dt位置（左端），再将跳线开关KX04设置在2_3位置（右端），CMI编码器将选择随机信号序列数据输出。正常工作时，跳线开关KX04设置在1_2位置（左端）。
CMI译码电路由串并变换器、译码器、同步检测器、扣脉冲电路等电路组成。
1、串并变换器：输入的512Kbps的CMI码流首先送入一个串并变换器，在时钟的作用将CMI的编码码字的高位与低位码子分路输出。
2、CMI译码器：当CMI码的高位与低位通过异或门实现CMI码的译码。由于电路中的时延存在差异，输出端可能存在毛刺，又进行输出整形。译码之后的结果可在TPY07上测量出来，其与TPX01的波形应一致，仅存在一定的时延。
根据CCITT建议，在程控数字交换机中CMI码一般作为PCM四次群数字中继接口的码型。
在CMI码模块中，完成CMI的编码与解码功能。
CMI编码规则见表4.2.1所示：
表4.2.1CMI的编码规则
输入码字
编码结果
0
01
1
00/11交替表示
因而在CMI编码中，输入码字0直接输出01码型，较为简单。对于输入为1的码字，其输出CMI码字存在两种结果00或11码，因而对输入1的状态必须记忆。同时，编码后的速率增加一倍，因而整形输出必须有2倍的输入码流时钟。在这里CMI码的第一位称之为CMI码的高位，第二位称之为CMI码的低位。
在CMI解码端，存在同步和不同步两种状态，因而需进行同步。同步过程的设计可根据码字的状态进行：因为在输入码字中不存在10码型，如果出现10码，则必须调整同步状态。在该功能模块中，可以观测到CMI在译码过程中的同步过程。CMI码具有如下特点：
1、不存在直流分量；
2、在CMI码流中，具有很强的时钟分量，有利于在接收端对时钟信号进行恢复；
3、同步检测器：根据CMI编码的原理，CMI码同步时不会出现10码字（不考虑信道传输错码）；如果CMI码没有同步好（即CMI的高位与低位出现错锁），将出现多组10码字，此时将不正确译码。同步检测器的原理是：当在一定时间内（1024bit），如出现多组10码字则认为CMI译码器未同步。此时同步检测电路输出一个控制信号到扣脉冲电路扣除一个时钟，调整1bit时延，使CMI译码器同步。CMI译码器在检测到10码字时，将输出错码指示（TPY05）。
6.CMI译码同步观测
CMI译码器是否同步可以通过检测错码检测电路输出反映出。从当CMI译码器未同步时，错码将连续的检测出。观测时，将输入信号选择跳线开关KX01设置在Dt位置（左端），输出数据选择开关KX04设置在2_3位置（输出不经CMI编码，使接收端无法同步）。
（1）用示波器测量失步时的检测错码检测点（TPY05）波形。(实验结果如图）
1.CMI码编码规则测试
（1）用示波器同时观测CMI编码器输入数据（TPX01）和输出编码数据（TPX05）。观测时用TPX01同步，仔细调整示波器同步。找出并画下一个m序列周期输入数据和对应编码输出数据波形。根据观测结果，分析编码输出数据是否与编码理论一致。(实验结果如图）
（2）将KX02设置在1_2位置（左端），产生15位周期m序列，重复上一步骤测量。画下测量波形，分析测量结果。(实验结果如图）
实验
一、实验原理和电路说明
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，含有丰富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，而收定时信号却又依赖于传输的码型，如果码型出现长时间的连“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他要求，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：
TPX06是发端加错指示测试点，用示波器同时观测加错指示点TPX06和输出编码数据TPX05的波形，观测时用TPX06同步。画下有错码时的输出编码数据，并分析接收端CMI译码器可否检测出。(实验结果如图）
5.CMI码检错功能测试
首先将输入信号选择跳线开关KX01设置在Dt位置（左端）；将加错跳线开关KX03设置在E_EN位置，人为插入错码，模拟数据经信道传输误码。
五、实验小结
通过本次实验复习与巩固了上学期所学的有关CMI码的相关知识如(1)、CMI码的编码规则和CMI编译码系统的特性：CMI编码中，输入码字0直接输出01码型，较为简单。对于输入为1的码字，其输出CMI码字存在两种结果00或11码，因而对输入1的状态必须记忆。同时，编码后的速率增加一倍，因而整形输出必须有2倍的输入码流时钟。在这里CMI码的第一位称之为CMI码的高位，第二位称之为CMI码的低位；(2)、CMI码具有如下特点：不存在直流分量；在CMI码流中，具有很强的时钟分量，有利于在接收端对时钟信号进行恢复；具有检错能力，这是因为1码用00或11表示，而0码用01码表示，因而在CMI码流中不存在10码，且无00与11码组连续出现，这个特点可用于检测CMI的部分错码。
2.1码状态记忆测量
（1）用示波器同时观测CMI编码器输入数据（TPX01）和1码状态记忆输出（TPX03）。观测时用TPX01同步，仔细调整示波器同步。画下一个m序列周期输入数据和对应1码状态记忆输出数据波形。根据观测结果，分析是否符合相互关系。(实验结果如图）
（2）将KX02设置在2_3位置，重复上述测量。画下测量波形，分析测量结果。(实验结果如图）
（1）用示波器同时测量加错指示点TPX06和CMI译码模块中检测错码指示点TPY05波形。(实验结果如图）
（2）将输入信号选择跳线开关KX01设置在M位置（右端），将m序列码型选择开关KX02设置在1_2位置（或2_3），重复（1）试验。观测测量结果有何变化。(实验结果如图）
（3）关机5秒钟后再开机，重复（2）试验。认真观测测试结果有何变化（注：可以重复多测试几次——关机后再开机）。(实验结果如图）
3.CMI码解码波形测试
用示波器同时观测CMI编码器输入数据（TPX01）和CMI解码器输出数据（TPY07）。观测时用TPX01同步。验证CMI译码器能否正常译码，两者波形除时延外应一一对应。(实验结果如图）
X03是加错控制开关，当KX03设置在E_EN位置时（左端），将在输出编码数据流中每隔一定时间插入1个错码。
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。
满足或部分满足以上特性的传输码型种类繁多，主要有：CMI码、AMI、HDB3等等，下面将主要介绍CMI码。
在该模块中，测试点的安排如下：
1、TPX01：输入数据（256Kbps）
2、TPX02：输入时钟（256KHz）
3、TPX03：1状态记忆输出
4、TPX04：输出时钟（512KHz）
5、TPX05：CMI编码输出（512Kbps）
6、TPX06：加错输出指示
CMI译码模块组成框图如图4.2.2所示。
3、具有检错能力，这是因为1码用00或11表示，而0码用01码表示，因而在CMI码流中不存在10码，且无00与11码组连续出现，这个特点可用于检测CMI的部分错码。
CMI编码模块组成框图如图4.2.1所示。
CMI编码器由：1码编码器、0码编码器、输出选择器组成。
1、1编码器：因为在CMI编码规则中，要求在输入码为1时，交替出现00、11码，因而在电路中必须设置一状态来确认上一次输入比特为1时的编码状态。这一机制是通过一个D触发器来实现，每次当输入码流中出现1码时，D触发器进行一次状态翻转，从而完成对1码编码状态的记忆（1状态记忆）。同时，D触发器的Q输出端也将作为输入比特为1时的编码输出（测试点TPX03）。
4、测试点TPY03是调整观测时间（1024bit的周期）。
在该模块中，测试点的安排如下：
1、TPY01：CMI编码输入数据
2、TPY02：512KHz输入时钟
3、TPY03：调整观测时间（1024bit的周期）
4、TPY04：扣脉冲指示
5、TPY05：错码输出指示
6、TPY06：256KHz时钟输出
1、对各种代码的要求，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；
2、对所选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的选择；后一问题称为基带脉冲的选择。这是两个既有独立性又有互相联系的问题，也是基带传输原理中十分重要的两个问题。
传输码（传输码又称为线路码）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：
（2）将KX04设置在1_2位置，检测错码检测点波形应立刻同步。(实验结果如图）
7.抗连0码性能测试
（1）将输入信号选择跳线开关KX01拔去，使CMI编码输入数据悬空（全0码）。用示波器测量输出编码数据（TPX05）。输出数据为01码，说明具有丰富的时钟信息。(实验结果如图）