CMI码形变换实验完整实验报告
[信息与通信]通信原理实验AMIHDB3CMI码型变换波形图
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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。
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CMI码编码规则测试
7位m序列
15位m序列
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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。
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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
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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
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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
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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
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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。
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。
通信原理实验16 CMI 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。
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。
CMI码形变换实验完整实验报告
CMI码形变换实验一．实验仪器1 JH5001通信原理综合实验系统2 20Mhz双踪示波器二．实验目的1 掌握CMI码的编码规则2 熟悉CMI编译码系统的特性三．实验原理编码框图如下：译码模块组成框图如下：四．数据整理1CMI码编码规则测试（1）观察CMI编码器的输入数据编码时钟和输入编码数据，波形如下：（上为TPX02，下为TPX01）根据图形观察输入数据在时钟的下降沿跳变。
（2）观察CMI编码器的输出数据编码时钟输入和编码数据输出，波形如下：（上为TPX04，下为TPX05）经过观察，输出数据在时钟的下降沿跳变，输入时钟是输出时钟的2倍。
（3）用示波器同时观察CMI编码器输入数据和输出编码数据。
波形如下：（上为TPX01，下为TPX05）由波形可知输入数据为0 1 0 1 1 1 0等编码数据为01 11 01 00 11 00 01等。
编码数据与编码理论一致。
（4）产生15位m序列重复（3）中的操作，波形如下：（上为TPX01，下为TPX05）由波形可知输入数据为0 0 0 1 0 0 1 1等编码数据为01 01 01 11 01 01 00 11等。
数据编码与编码理论一致。
2．1码状态记忆测量（1）用示波器同时观察CMI编码输入数据和1码状态记忆输出。
波形如下：（上为TPX01，下为TPX03）根据观测结果，符合相互关系。
（2）波形如下：（上为TPX01，下为TPX03）根据观测结果，符合相互关系。
3．CMI码解码波形观测。
波形如下：（上为TPX01，下为TPY07）根据波形测量，编解码之间的时延为输入时钟的1/3。
4．CMI码编码加错波形观测。
波形如下；（上为TPX06，下为TPX05）在正确编码过程中，编码数据中不可能出现0000，1111，10等编码，此编码出现则为错误编码。
再者，插入一个错码，插入的是一个1或0码，会造成编码数据流出现错误编码，对应编码数据查找，即可找出错码位置。
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。
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CMI码形变换实验一．实验仪器
1 JH5001通信原理综合实验系统
2 20Mhz双踪示波器二．实验目的
1 掌握CMI码的编码规则
2 熟悉CMI编译码系统的特性三．实验原理
编码框图如下：
译码模块组成框图如下：
四．数据整理
1CMI码编码规则测试
（1）观察CMI编码器的输入数据编码时钟和输入编码数据，波形如下：
（上为TPX02，下为TPX01）
根据图形观察输入数据在时钟的下降沿跳变。
（2）观察CMI编码器的输出数据编码时钟输入和编码数据输出，波形如下：
（上为TPX04，下为TPX05）
经过观察，输出数据在时钟的下降沿跳变，输入时钟是输出时钟的2倍。
（3）用示波器同时观察CMI编码器输入数据和输出编码数据。
波形如下：
（上为TPX01，下为TPX05）
由波形可知输入数据为0 1 0 1 1 1 0等
编码数据为01 11 01 00 11 00 01等。
编码数据与编码理论一致。
（4）产生15位m序列重复（3）中的操作，波形如下：
（上为TPX01，下为TPX05）
由波形可知输入数据为0 0 0 1 0 0 1 1等
编码数据为01 01 01 11 01 01 00 11等。
数据编码与编码理论一致。
2．1码状态记忆测量
（1）用示波器同时观察CMI编码输入数据和1码状态记忆输出。
波形如下：
（上为TPX01，下为TPX03）
根据观测结果，符合相互关系。
（2）波形如下：
（上为TPX01，下为TPX03）
根据观测结果，符合相互关系。
3．CMI码解码波形观测。
波形如下：
（上为TPX01，下为TPY07）
根据波形测量，编解码之间的时延为输入时钟的1/3。
4．CMI码编码加错波形观测。
波形如下；
（上为TPX06，下为TPX05）
在正确编码过程中，编码数据中不可能出现0000，1111，10等编码，此编码出现则为错误编码。
再者，插入一个错码，插入的是一个1或0码，会造成编码数据流出现错误编码，对应编码数据查找，即可找出错码位置。
5．CMI译码同步观测。
（1）用示波器测量失步时的检测错码检测点波形。
波形如下：（TPY05）
（2）同步时波型。
波形如下；
同步时不会出现10码，错码输出端没有输出错码指示，波形为一条直线。
6．抗连0码性能测试。
（1）用示波器测量输出数据。
波形如下：（TPX05）
输出数据为01码。
（2）测量CMI译码输出数据是否与发端一致。
波形如下；
由波形观测，输出数据为01码，译码端为连0码，则说明译码输出数据与发端一致。