Дифференциальное манчестерское кодирование

Дифференциальное манчестерское кодирование ( DM ) — это линейный код в цифровой частотной модуляции, в котором данные и тактовые сигналы объединяются для формирования единого двухуровневого самосинхронизирующегося потока данных . Каждый бит данных кодируется наличием или отсутствием перехода уровня сигнала в середине периода бита, за которым следует обязательный переход уровня в начале. Код нечувствителен к изменению полярности. В различных конкретных приложениях этот метод также называется под другими именами, включая код двухфазной метки ( CC ), F2F (частота/двойная частота), бифаза Айкена и условная дифаза . ^{[ 1 ]}

Определение

Дифференциальное манчестерское кодирование — это технология дифференциального кодирования , использующая наличие или отсутствие переходов для обозначения логического значения . Усовершенствование манчестерского кодирования , которое является частным случаем двоичной фазовой манипуляции : нет необходимости знать начальную полярность передаваемого сигнала сообщения, поскольку информация представлена не абсолютными уровнями напряжения, а их переходами.

Пример дифференциального манчестерского кодирования: серые вертикальные линии, сплошные и пунктирные, обозначают два такта на битовый период. В показанном варианте кодирования 0 представляет собой переход, а 1 представляет отсутствие перехода. Показанные два линейных сигнала различаются по полярности; какой из них произойдет в строке, зависит от состояния предыдущей строки. Приведен пример:

133710 = 10100111001 2.

На каждый битовый период приходится два такта (отмечены на рисунке сплошными и пунктирными линиями). На каждом втором такте часов, отмеченном пунктирной линией, происходит потенциальный переход уровня, зависящий от данных. На остальных тактах состояние линии безоговорочно меняется, чтобы облегчить восстановление тактовой частоты. ^{[ 2 ]}

Одна версия кода делает переход для 0 и не делает перехода для 1; другой делает переход для 1 и не делает перехода для 0.

Дифференциальное манчестерское кодирование имеет следующие преимущества:

Переход гарантируется как минимум один раз для каждого бита для надежного восстановления тактовой частоты .
В шумной среде обнаружение переходов менее подвержено ошибкам, чем сравнение уровней сигнала с пороговым значением.
В отличие от манчестерского кодирования, здесь важно только наличие перехода, а не полярность. Схемы дифференциального кодирования будут работать точно так же, если сигнал инвертирован (например, поменяны местами провода). Другие линейные коды с этим свойством включают NRZI , биполярное кодирование , инверсию кодированных меток и кодирование MLT-3 .
Если высокий и низкий уровни сигнала имеют одинаковую величину и противоположную полярность, среднее напряжение вокруг каждого безусловного перехода равно нулю. Нулевое смещение постоянного тока снижает необходимую мощность передачи, минимизирует количество электромагнитных шумов, создаваемых линией передачи, и упрощает использование изолирующих трансформаторов.

Эти положительные особенности достигаются за счет удвоения тактовой частоты кодируемого потока данных.

Дифференциальное манчестерское кодирование указано в стандарте IEEE 802.5 для локальных сетей Token Ring и используется во многих других приложениях, включая магнитные и оптические хранилища. В качестве кода двухфазной метки (BMC) он используется в тайм-коде AES3 , S/PDIF , SMPTE , USB PD , xDSL и DALI . Многие карты с магнитной полосой также используют кодировку BMC, часто называемую F2F (частота/двойная частота) или Aiken Biphase, в соответствии со стандартом ISO/IEC 7811 . одинарной плотности Дифференциальное манчестерское кодирование также является оригинальным методом модуляции, используемым для дискет двойной плотности , за которым следует модифицированная частотная модуляция (MFM).

См. также

Ссылки

^ Министерство обороны США: Руководство по проектированию волоконно-оптических систем связи, Военный справочник. Министерство обороны, 1985, с. 65.
^ Горовиц, Пол (2015). «14.7.10 Двухфазное кодирование». Искусство электроники (Третье изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. п. 1041. ИСБН 978-0-521-80926-9 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

В этой статье использованы общедоступные материалы из Федеральный стандарт 1037C . Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г.

Дальнейшее чтение

Уоткинсон, Джон (1994) Искусство цифрового аудио , 2-е издание. Оксфорд: Focal Press . ISBN 0-240-51320-7
Савард, Джон Дж. Г. (2018) [2006]. «Цифровая магнитная запись» . четырехблок . Архивировано из оригинала 2 июля 2018 г. Проверено 16 июля 2018 г.
Введение в технологию магнитной полосы. Архивировано 20 февраля 2015 г. в Wayback Machine.

[1] Министерство обороны США: Руководство по проектированию волоконно-оптических систем связи, Военный справочник. Министерство обороны, 1985, с. 65.

[2] Горовиц, Пол (2015). «14.7.10 Двухфазное кодирование». Искусство электроники (Третье изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. п. 1041. ИСБН 978-0-521-80926-9 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[ 1 ]

[ 2 ]

v т и Линейное кодирование (цифровая передача в основной полосе частот)
Основные статьи	Униполярное кодирование Биполярное кодирование Вкл-выкл. манипуляция Марк и пробел
Базовые коды линий	Возврат к нулю (РЗ) Безвозврат к нулю, уровень (NRZ/NRZ-L) Без возврата к нулю, инвертированный (NRZ-I) Без возврата в ноль, пробел (NRZ-S) Манчестер Дифференциальный Манчестер/двухфазный (Bi-φ)
Расширенные коды линий	Условная дифаза 4B3T 4B5B 2B1Q Альтернативная инверсия знака Измененный код AMI Инверсия кодового знака Кодировка МЛТ-3 Гибридный троичный код Кодировка 6b/8b Кодирование 8b/10b Кодировка 64b/66b Модуляция от восьми до четырнадцати Кодировка задержки/Миллера TC-PAM
Оптические линейные коды	Возврат к нулю с подавлением несущей Альтернативная фаза возврата в ноль
См. также: Основная полоса частот Бод Битрейт Цифровой сигнал Цифровая передача Физический уровень Ethernet Методы импульсной модуляции Амплитудно-импульсная модуляция (ПАМ) Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) Последовательная связь Категория:Линейные коды