实验一 固定速率时分复用实验
一、 实验目的
1、 掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 2、 掌握固定速率时分复用的同步复接原理。
二、 实验内容
1、 连接相应的实验导线，组成实验电路。
2、 用示波器观察被复用信号、集群信号、位同步信号及帧同步信号，了解它们的对应关系。 3、 阅读实验指导书，学习简单时分复用的同步复接原理。
三、 实验仪器
示波器, RC-GT-Ⅲ(+)型光纤通信实验系统。
四、 基本原理
（一）数字复接的基本组成：
在实际应用中，通常总是把数字复接器和数字分接器装在一起做成一个设备，称为复接分接器(缩写为Muldex)。在这里我们首先讨论数字复接器。
数字复接器的基本组成如图1-1所示。
图1-1 数字复接器的基本组成
数字复接器的作用是：把两个或两个以上的支路数字信号按时分复接方式合并成为单一的合路数字信号。数字复接器由定时、调整和复接单元所组成。定时单元的作用是：为设备提供统一的基准时钟信号，备有内部时钟，也可以由外部时钟推动。调整单元的作用是：对各输入支路数字信号进行必要的频率或相位调整，形成与本机定时信号完全同步的数字信号。复接单元的作用是：对已同步的支路信号进行时间复接，形成合路数字信号。
复接方式：
将低次群复接成高次群的方法有三种：逐比特复接、按码字复接、按帧复接。在本实验中，由于速率固定，信息流量不大，所以我们所应用的方式为按码字复接，下面我们将这种复接方式做一下简单介绍，对于其它两种方式将在以后的实验中进行介绍。
按码字复接：
对本实验来说，速率固定，信息结构固定，每8位码代表一“码字”。这种复接方式是：按顺序每次复接1个信号的8位码，输入信息的码字轮流被复接。复接过程是这样的：首先取第一路信息的第一组“码字”，接着取第二路信息的第一组“码字”，再取第三路信息的第一组“码字”，轮流将3个支路的第一组“码字”取值一次后再进行第二组“码字”取值，方法仍然是：首先取第一路信息的第二组码，接着取第二路信息的第二组码，再取第三路信息的第二组码，轮流将3个支路的第二组码取值一次后再进行第三组码取值，依此类推，一直循环下去，这样得到复接后的二次群序列（d）。这种方式由于是按码字复接，循环周期较长，所需缓冲存储器的容量较大，目前应用的很少。
图1-2 按码字复接示意图
（a）第一路信息；（b）第二路信息；（c）第三路信息；（d）复接后
（二）所用实验模块的结构原理：
本实验使用固定速率信号源及固定速率时分复用复接端接口两个模块。
本实验所用到的模块组合是固定速率时分复用的复用端，其原理方框图如图1-3所示。这些模块产生三路信号时分复用后的FY_OUT信号，信号码速率约为32K，帧结构如图1-4所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码×1110010, ×表示无定义位是0，是1均可），另外16位为2路数据信号，每路8位。此FY_OUT信号为集中插入帧同步码时分复用信号。同时通过发光二极管来指示码型状态：发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。本实验中用到的电路，除并行码产生器和8选一电路是由分立器件组成的外，其它电路全集成在大规模集成芯片EPC2LC20中。
本实验用到以下测试点及输入输出点：
? D1，D2，D3 8位串行信号输出/测试点 ? D_IN1，D_IN2，D_IN3 8位串行信号输入/测试点 ? BS 位同步信号输出点/测试点 ? FS 帧同步信号输出点/测试点 ? FY-OUT 复用信号输出点/测试点
下面对时钟信号源、分频器、八选一、调整器及复接器等单元作进一步说明。 （1）时钟信号源
时钟是由晶振X1（16.384MHz）提供，它也是整个系统的时钟信号源。16.384MHz时钟经EPC2LC20分频得到本实验所需的各种时钟信号。
图1-3 复用器原理方框图
（2）分频器
分频器一首先对EPC2LC20分频得到的一时钟信号进行16分频，输出信号频率为64kHz。然后分频器二再对64KHz的输出信号进行÷2、÷4、÷8、÷16运算，输出信号为BS、S1、S2、S3。其中BS为位同步信号，频率为32 kHz。S1、S2、S3为3个选通信号，作为八选一的选通信号，频率分别为BS信号频率的1/2、1/4和1/8。
分频器三是一个二--十进制加计数器，对BS信号进行24分频，分别输出选通信号S4、S5，这两个信号的频率相等、等于BS信号频率的1/24。其中S5作为帧同步信号FS。
分频器输出的S1、S2、S3、S4、S5等5个信号的波形如图1-5（a）和1-5（b）所示。
无定义位帧同步码数据1数据2×1110010××××××××××××××××图1-4 帧结构
S1 S2S3 (a) S3S4 (b) S5
图1-5 分频器输出信号波形
表1-1 74151真值表 C 0 0 0 0 1 B 0 0 1 1 0 A 0 1 0 1 0 INH 0 0 0 0 0 DIS 0 0 0 0 0 Z x0 x1 x2 x3 x4