вступні зауваження
Розглянемо процеси формування і подальшої дешифрування лінійного сигналу типу "Манчестер-II". В результаті дешифрування з лінійного сигналу беруться дані і супроводжуючі їх синхроімпульсів.
Сигнал "Манчестер-II" (ріс.7.10) можна отримати підсумовуванням за модулем два (за допомогою логічного елемента виключає Або) сигналів NRZ і С (даних і синхросигналу). Основна особливість цього сигналу полягає в тому, що він ніколи не завмирає. При передачі довгого ланцюжка одиниць частота сигналу "Манчестер-II" збігається з частотою f с синхросигналу С. Те ж спостерігається і при передачі
Ріс.7.107. Порівняння частотних властивостей сигналів NRZ і "Манчестер-II"
довгого ланцюжка нулів. Тому навіть в тому випадку, коли частота вихідного сигналу NRZ прагне до нуля (F 0), частота сигналу "Манчестер-II" залишається постійною (моментами зміни фази сигналу нехтуємо). При передачі чергується послідовності нулів і одиниць частота сигналу "Манчестер-II" збігається з частотою сигналу NRZ.
Ідея підтримки синхронізму між приймачем і передавачем пояснюється рис.7.11. На малюнку показані три бітових інтервалу Т. Припустимо, що приймач вже синхронізований з передавачем. Тоді, виявивши в середині першого бітового інтервалу фронт сигналу (він обов'язково повинен бути: позитивний або негативний), приймач запускає внутрішній годинник.
Ріс.7.108. Тимчасова діаграма передачі коду "Манчестер-II". Забезпечується корекція ходу годинника приймача при передачі кожного біта
Через інтервал часу, рівний Т, виявляється позитивний фронт сигналу (передається лог. 0). Приймач знову запускає годинник ( "забуваючи" старі їх показання), тобто переносить початок відліку часу на один бітовий інтервал вправо. Далі процес повторюється. Як бачимо, не відбувається накопичення помилок, пов'язаних з відліком часу.
Пошук чергового фронту сигналу в середині наступного бітового інтервалу ведеться в деякому довірчому інтервалі. З "геометрії" малюнка слід, що область пошуку фронту сигналу може досягати 0,5 т. Це означає, що незалежно від довжини ланцюга переданих бітів допустиме неузгодженість ходу годинника передавача і приймача може наближатися до 25% (іншими дестабілізуючими факторами нехтуємо). Для порівняння: допустима неузгодженість ходу годинника передавача і приймача при використанні старт-стоповою посилки (інтерфейси RS-232, RS-422 та інші) становить всього 4%.
Схеми шифратора і дешифратора
Перейдемо до конкретних рішень. Розглянемо спрощену схему передачі даних в коді "Манчестер-II" (ріс.7.12). У схемі відсутнє гальванічна розв'язка з лінією, не показані елементи електричного узгодження і т.п .; проте вона працездатна за умови, що лінія зв'язку досить коротка.
Ріс.7.109. Спрощений приклад побудови каналу зв'язку для передачі даних в коді "Манчестер-II" (розглянуто один напрямок передачі)
Як уже зазначалося, шифратор коду "Манчестер-II" надзвичайно простий і може бути виконаний на двухвходових елементі виключає Або (ріс.7.13).
Фільтр призначений для придушення короткочасних імпульсів, які можуть виникнути через неідеального збігу негативного фронту сигналу С з негативним або позитивним фронтом сигналу NRZ.
Дешифратор коду "Манчестер-II" (ріс.7.14) [22] містить формувач F імпульсів, рахунковий тригер СТ і D-тригер. як
Ріс.7.110. Шифратор коду "Манчестер-II"
випливає з тимчасової діаграми, наведеної на ріс.7.15, негативні імпульси j на виході формувача імпульсів виникають всякий раз, коли сигнал "Манчестер-II" змінює значення (0 1 або 1 0). Сигнал k заповнює "відсутні" імпульси j. (Тимчасову діаграму сигналу k можна намалювати, використовуючи тільки діаграму сигналу j, отже, сигнал k можна отримати з сигналу j за допомогою логічної схеми [22].)
Ріс.7.111. Дешифратор коду "Манчестер-II"
Так як імпульс k надходить на вхід S установки одиниці рахункового тригера СТ, то в момент t0 цей тригер безумовно перейде в одиничний стан, і в подальшому сигнал С * на його інверсному виході буде в точності повторювати сигнал С від джерела даних (зрозуміло, з деякою затримкою).
Починаючи з моменту t1. тобто по закінченні одного періоду тактових імпульсів від моменту t0. код NRZ *, що знімається з виходу тригера ТТ, повністю збігається з вихідним кодом NRZ (з точністю до затримки передачі). Таким чином, для того щоб змусити приймач увійти в синхронізм з передавачем, досить на лінії NRZ створити
Ріс.7.112. Тимчасові діаграми роботи дешифратора коду "Манчестер-II"
перехід сигналу з 0 в 1. Подальша ланцюжок бітів будь-якої довжини, що передається по лінії NRZ, буде в точності повторена на лінії NRZ * приймача. Це саме можна сказати і до синхросигналом.