光纤实验报告--数字光纤通信线路编译码CPLD仿真实验

光纤实验报告--数字光纤通信线路编译码CPLD仿真实验

数字光纤通信线路编译码

CMI实验

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一、实验目的：

1．熟悉m序列NRZ码、任意周期码产生原理以及光纤线路CMI编译码原理。

2．初步熟练Altera公司Maxplus II仿真平台的使用。

3．进一步熟悉数字电路设计技巧。

4．基本掌握如何进行CPLD的电路设计与仿真。

5．深入理解光纤线路编译码在光纤通信系统中的实际运用方法。

二、实验内容：

1．学习使用Altera公司Maxplus II仿真平台进行CPLD数字电路的设计与仿真。

2．设计m序列NRZ码产生电路以及光纤线路CMI编译码电路。

m序列: 伪随机序列；

NRZ: 不归零码；

CMI编码规则: 0码：01；

1码:：00/11 交替；

3．通过CPLD仿真确保上述电路的正确设计。

4．总结光纤线路编译码在光纤通信系统中的实际运用。

三、实验要求:

在MAX+plus II软件仿真环境中，

1．用绘制原理图的方法建立新工程，设计CPLD内部下述电路：15位m序列NRZ码的生成电路；

CMI编码电路；

CMI编码输入的选择电路：周期15位m序列与由周期15位二进制码表示本组内某学号最后四位（前面可补零）分别选择作为CMI编码输入；

CMI译码电路（在实验室条件下使用统一系统时钟，输入为CMI编码输出）。

2．对所做设计完成正确编译。

3．使用仿真环境完成信号波形仿真。CPLD电路仿真的输入输出信号即各测试点数

信号要求如下：

输入：电路的总复位信号：1路（位）；

系统时钟信号（2Mbps）：1路；

CMI编码输入的选择信号：1路；

输出：周期15位m序列NRZ码：1路；

周期15位二进制后四位学号：1路；

CMI编码输出信号：1路；

CMI译码输出信号：1路；

4．对仿真信号波形结果进行原理分析，发现可能的问题并加以解决，得到正确的仿真结果。

四、工作原理：

设计电路总图：

该电路由分频，15位学号序列产生，15位m 序列产生，选路部分，CMI编码以及CMI译码六部分组成

1.分频部分：

分频工作通过D触发器完成

2.学号序列产生电路：

采用计数型序列信号发生器，由74LS161计数器和8选1MUX 组合输出网络组成，序列组合码从组合输出网络输出。采用C Q 置数法来实现，因M=15，有效状态位为0001~1111。

因为学号为050 二进制为：000 0000 0101 0000

由卡诺图可知 QD QC QA 为101时，可输出学号序列。所以74151中D5接1，其他接0即可。

3.m 序列产生

要产生M=15的m 序列码，确定n=4，查表得反馈函数为41Q Q F ⊕=，在反

馈方程中加全0校正项4321Q Q Q Q ，使m 序列发生器具有自启动性。

4.选路部分

5.CMI编码部分

CMI编码原理图：

CMI码的编码规则是将二值码NRZ序列中的“1”和“0”状态进行分离，然后按各自的编码规则进行编码，最后由这两种状态的编码合成输出就成为CMI码。根据CMI的编码规则，“1”交替编为“00”“11”；“0”编为“01”。将所有的“0”求反，再与分频后脉冲序列相乘，则将所有的“0”编为了“01”。然后，根据JK触发器的特点，其碰到“1”则翻转；碰到“0”则保持的特点，将所有的“1”交替编为“00”和“11”。最后，合成输出。

编码电路部分：

6.CMI译码部分：

CMI译码原理图：

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，将CMI码的高位与低位取同或，相同则译为“1”，不同则译为“0”。

译码电路部分：

五、实验结果：

通过仿真，可以发现，无论是对学号序列还是m 序列，都能准确的编码和译码。只是编码和译码都产生一定得延时。