【正文】 信源位同步信號輸出點/測試點 本模塊有以下測試點及輸入輸出點： 此NRZ信號為集中插入幀同步碼時分復用信號。本單元產(chǎn)生NRZ信號，幀結構如圖12所示。三、 基本原理 本實驗使用數(shù)字信源模塊。 掌握集中插入幀同步碼時分復用信號的幀結構特點。本實驗箱可謂一箱多用，精巧的結構，獨特的創(chuàng)意，超高的性價比，讓您再次領略達盛人追求完美與人性化的獨特魅力。完全滿足國家教學大綱的教學要求。11. 數(shù)字時分復用光纖傳輸實驗12. 5B6B編譯碼實驗單元 二、實驗項目(如正文)三、系統(tǒng)特點模塊化設計，靈活搭線，可實現(xiàn)多個實驗，并可以自己靈活搭接組成其他實驗。它主要有光檢測模塊、濾波放大模塊組成。8. 1550波長光發(fā)送單元:PHLC1310nmFP同軸激光二極管。6. 串行RS232接口單元:此單元配有RS232接口及信號端口TX和RX，可實現(xiàn)自發(fā)自收通信實驗，兩臺計算機間的全雙工光纖通信實驗。PCM模塊可以實現(xiàn)傳輸兩路語音信號，采用TP3057編譯器。CMI編譯碼單元；此單元采用CPLD來實現(xiàn)PCMamp。自帶饋電電源。2. AMI（HDB3）編譯碼單元:此單元將數(shù)字信號源單元產(chǎn)生的NRZ碼進行編碼，通過專用芯片轉換成HDB3碼或AMI碼通過切換開關切換，然后將編碼后的信號又經(jīng)過譯碼單元還原成NRZ碼。一、結構簡介光纖通信教學實驗系統(tǒng)結構框圖如下:1310光纖收發(fā)模塊 1550光纖收發(fā)模塊 數(shù)字信源 CMI—PCM 5B6B編譯碼 數(shù)字終端編譯碼 和時分復用 電話接口 AMI 低頻 位同步 幀同步 RS232 HDB3 信號源 實驗 實驗 接口電話接口 編譯碼主要由以下功能模塊組成：1. 數(shù)字信號源單元: （NRZ），數(shù)字信號幀長為24位，其中包括兩路數(shù)字信息，每路8位，另外8位中的7位為集中插入幀同步碼。目 錄系統(tǒng)簡介………………………………………………………...........2實驗部分實驗一 數(shù)字信源及其光纖傳輸實驗…………………………5實驗二 HDB3編譯碼及其光纖傳輸實驗…………………...11實驗三 CMI編譯碼及其光纖傳輸實驗……………………..20實驗四 光發(fā)送模塊實驗……………………………………..28實驗五 光接收模塊實驗……………………………………..35實驗六 數(shù)字信號電—光、光—電轉換傳輸實驗……………391） 方波信號和NRZ碼傳輸；2） CMI碼傳輸；3） HDB3碼傳輸；實驗七 波分復用（WDM）光纖通信系統(tǒng)實驗……………43ELGTIV光纖通信教學實驗系統(tǒng)簡介光纖通信教學實驗系統(tǒng)是為了配合《光纖通信系統(tǒng)》的理論教學而設計的實驗裝置，在這套系統(tǒng)上除了完成理論驗證實驗外，還可實現(xiàn)各種開發(fā)性實驗，并可配合CPLD進行各模塊的二次性開發(fā)。此外本實驗箱，可擴展實驗模塊，實現(xiàn)通信原理的實驗。通過撥碼開關，可以很方便地改變要傳送的碼信息并由發(fā)光二極管顯示出來。3. 電話接口單元此單元有兩路獨立的電話輸入接口、輸出接口，通過專用電話接口芯片實現(xiàn)語音的全雙工通信。4. PCMamp。CMI編譯碼電路，可同時完成兩路信號的編譯碼工作。5. 可調(diào)信號源單元:此單元包括兩路頻率800HZ—2KHZ可調(diào)的方波、正弦波、三角波。7. 1310波長光發(fā)送單元:PHLC1310nmFP同軸激光二極管。9. 1310波長光接受單元:10. 1550波長光接受單元:主要完成光電信號的轉換，小信號的檢測與信號的恢復放大等功能。光檢測模塊采用PHPCIS01PFC，是PHOTRON公司的高性能光檢測器件，輸出可從DC到1GHZ。實驗箱上配有光纖跳線的接口模塊，可自由加入光纖無源器件，使用多種儀表如誤碼分析儀等進行觀測。此外本實驗箱，可擴展實驗模塊，實現(xiàn)通信原理和DSP的實驗，光纖和通信合而為一，還可以讓學生了解DSP的工作原理和經(jīng)典電路。四、配套儀器 必 備 儀器：20M通用示波器或虛擬儀器 可選配儀器：音頻信號源 ，頻率計，頻譜分析儀，光功率計，穩(wěn)定光源，光時域反射儀，誤碼測試儀，光纖熔接機，PCM終端測試儀實驗一 數(shù)字信源及其光纖傳輸實驗一、 實驗目的 了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號波形特點。二、 實驗內(nèi)容 用示波器觀察單極性非歸零碼（NRZ）、位同步信號（BS）及幀同步信號（FS），了解它們的對應關系。 本模塊是整個實驗系統(tǒng)的發(fā)終端，其原理方框圖如圖11所示。幀長為24位，其中首位無定義，第2位到第8位是幀同步碼（7位巴克碼1110010），另外16位為2路數(shù)據(jù)信號，每路8位。發(fā)光二極管亮狀態(tài)表示1碼，熄狀態(tài)表示0碼。 CLK 晶振信號測試點 FS OUT 信源幀同步信號輸出點/測試點 圖11中各單元與圖13中的元器件對應關系如下： 分頻器 U3：計數(shù)器74161；U4：計數(shù)器74193；U9：計數(shù)器40160 八選一 UUU8：8位數(shù)據(jù)選擇器LS151 倒相器 U28：非門74HC04 （1）分頻器 74161進行13分頻，輸出信號頻率為341kHz。 74193完成247。247。16運算，輸出BS、SSS3等4個信號。SSS3為3個選通信號，頻率分別為BS信號頻率的1/1/4和1/8。 40160是一個二一十進制加計數(shù)器，預置在7狀態(tài)，完成247。 分頻器輸出的SSSSS5等5個信號的波形如圖14（a）和14（b）所示。U2U25和U27的地址信號輸入端A、B、C并連在一起并分別接SSS3信號，它們的8個數(shù)據(jù)信號輸入端x0 ~ x7分別與KKK3輸出的8個并行信號連接。圖13 數(shù)字信源電原理圖（3）三選一三選一電路原理同八選一電路原理。圖14 分頻器輸出信號波形表11 4512真值表CBAINHDISZ00000x000100x101000x201100x310000x410100x511000x611100x7ΦΦΦ100ΦΦΦΦ1高阻 （4）倒相與抽樣 圖11中的NRZ信號的脈沖上升沿或下降沿比BS信號的下降沿稍有點滯后。倒相與抽樣電路就是為了滿足這一要求而設計的，它們使NRZOUT及BSOUT信號滿足碼變換電路的要求。 FS信號、NRZOUT信號之間的相位關系如圖15所示，圖中NRZOUT的無定義位為0，幀同步碼為1110010，數(shù)據(jù)1為11110000，數(shù)據(jù)2為00001111。圖15 FS、NRZOUT波形 四、實驗步驟1 熟悉信源模塊的工作原理。 2 用FS作為示波器的外同步信號，進行下列觀察：（1） 示波器的兩個探頭分別接NRZOUT和BSOUT，對照發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)，判斷數(shù)字信源單元是否已正常工作（1碼對應的發(fā)光管亮，0碼對應的發(fā)光管熄）；（2） 用K1產(chǎn)生代碼1110010（為任意代碼，1110010為7位幀同步碼），KK3產(chǎn)生任意信息代碼，觀察本實驗給定的集中插入幀同步碼時分復用信號幀結構，和NRZ碼特點。 掌握從HDB3碼中提取位同步信號的方法。二、 實驗內(nèi)容 用示波器觀察傳號交替反轉碼（AMI）、三階高密度雙極性碼（HDB3）。 用示波器觀察HDBAMI譯碼輸出波形。 原理框圖、電原理圖分別如圖21和圖22所示。 NRZ 譯碼器輸出信號 CODE –IN 譯碼器輸入信號 圖21 HDB3編譯碼方框圖 本模塊上的開關K4用于選擇碼型，K4位于上端選擇HDB3碼的編譯碼，位于下端選擇AMI碼編譯碼。 圖21中各單元與圖22各單元器件的對應關系如下： 單/雙極性變換器 U12：模擬開關4052 相加器 U16：或門74LS32 限幅放大器 U17：運放LM318 AMI碼的編碼規(guī)律是：信息代碼1變?yōu)閹в蟹柕?碼即+1或1，1的符號交替反轉；信息代碼0的為0碼。 HDB3碼的編碼規(guī)律是：4個連0信息碼用取代節(jié)000V或B00V代替，當兩個相鄰V碼中間有奇數(shù)個信息1碼時取代節(jié)為000V，有偶數(shù)個信息1碼（包括0個信息1碼）時取代節(jié)為B00V，其它的信息0碼仍為0碼；信息碼的1碼變?yōu)閹в蟹柕?碼即+1或1；HDB3碼中B的符號符合交替反轉原則，而V的符號破壞這種符號交替反轉原則，但相鄰V碼的符號又是交替反轉的；。分析表明，AMI碼及HDB3碼的功率譜如圖24所示，它不含有離散譜fS成份（fS =1/TS，等于位同步信號頻率）。在做譯碼