Формирование линейных цифровых сигналов. К кодам МТС, используемым для передачи сигнала по линии, предъявляются следующие требования:

К кодам МТС, используемым для передачи сигнала по линии, предъявляются следующие требования:

- энергетический спектр сигнала должен ограничиваться снизу и сверху, быть достаточно узким, располагаться на сравнительно низких частотах и не содержать постоянной составляющей;

- структура сигнала должна позволять достаточно просто выделять из него сигнал тактовой частоты;

- код должен обладать информационной избыточностью, позволяю-щей осуществлять контроль верности передачи.

Последовательность однополярных двоичных символов в симметричном коде ВН (RZ) – с возвращением к нулю (рисунок 4.13 а, б) не удовлетворяет поставленным требованиям.

Рисунок 4.12 – Сигнал в коде ВН (а) и МБВН (в), энергетические

спектры кодов ВН (б) и МБВН (г)

Для передачи цифрового сигнала в линию используют коды:

- МБВН – модифицированный без возвращения к нулю (NRZ),

- ЧПИ (AMI) - с чередованием полярности импульсов,

- КВП-3 (англ. HDB-3) – код высокой плотности единиц, не допускающий более трех нулей подряд. Код КВП-3 также называют модифицированным с чередованием полярности импульсов - МЧПИ.

Коды ЧПИ и КВП-3 называют «квазитроичными», так как в них используют три уровня передачи («1», «0», «-1»).

Код МБВН формируется с помощью счетного триггера, который изменяет свое состояние по переднему фронту каждой поступающей на его вход «1» (рисунок 4.13, а и в). Спектр МБВН (рисунок 4.13, г) в 2 раза уже, чем спектр кода ВН. Низкочастотные составляющие спектра и постоянная составляющая мощные. Код не обладает избыточностью. В спектре нет fт, устройство ВТЧ из линейного сигнала будет сложнее, чем для кода ВН. При появлении серии нулей возможен сбой тактовой синхронизации. В связи с перечисленными недостатками линейный код МБВН применяют ограниченно.

Квазитроичный код ЧПИ (англ. AMI) формируется по алгоритму: символу «0» соответствует пауза, а символу «1» - последовательные импульсы «+» и «-» полярности (рисунок 4.14, а и б).

Спектр ЧПИ этого кода (рисунок 4.14, в) ограничен как сверху, так и снизу, не имеет постоянной составляющей.

Рисунок 4.14 – Формирование из кода ВН (а) кода ЧПИ (б), энергетический спектр кода ЧПИ (в)

Наиболее мощные частотные компоненты в сигнале кода ЧПИ расположены вблизи 0, 5f_т, поэтому условия прохождения сигналов по линии связи рассматриваются на полутактовой частоте.

Контроль ошибок в коде ЧПИ: пропадание импульса или появление ложного приводит к нарушению чередования полярности.

Выделение f_т из спектра линейного сигнала несложно. Но, если в исходной последовательности присутствуют большие пакеты нулей, выделение f_т затрудняется.

В коде КВП-3 (HDB-3) устранена трудность выделения f_т при наличии в исходной последовательности пакетов нулей, так как каждая серия из 4 нулей заменяется вставками вида 000V и В00V (рисунок 4.15).

Рисунок 4.15 – Формирование кода КВП-3

В вставках 000» и «В00» символ «В» - импульс, полярность которого противоположна полярности предшествующего кодового символа, а импульс «V» - импульс, полярность которого повторяет полярность предшествующего импульса.

Условия выбора вставки:

- В00V применяется, если после предыдущей вставки было передано четное число единиц,

- 000V применяется, если после предыдущей вставки было передано нечетное число единиц.

В коде КВП-3 обнаруживается одиночная ошибка при нарушении ЧПИ.

Добавление балластных символов мало искажает процесс чередования импульсов, поэтому спектры кодов ЧПИ и МЧПИ, практически, одинаковы.

Преобразование исходной двоичной последовательности цифрового сигнала в коде ВН перед посылкой в линию в один из линейных кодов осуществляется в преобразователе кода передачи ПК_пер в соответствии с алгоритмом кодирования. На приеме в преобразователе кода приема ПК_пр осуществляется обратное преобразование – восстановление исходной двоичной последовательности из линейного кода.

Схема преобразователя кода ВН в ЧПИ включает в себя счетный триггер, две логические схемы «И» и трансформатор с заземленной средней точкой. В состав ПК_пр входит трансформатор с заземленной средней точкой, 2 схемы «И» и схема «ИЛИ».

На рисунках 4.16 и 4.17 приведены схемы ПК_пер и ПК_пр временные диаграммы, поясняющие принцип работы.

Рисунок 4.16 ПК передачи и временные диаграммы работы
Рисунок 4.17 Преобразователь кода приема и временные диаграммы работы