Дифференциальное манчестерское кодирование

Самосинхронизирующийся линейный код

Дифференциальное манчестерское кодирование ( DM ) — это линейный код в цифровой частотной модуляции, в котором данные и тактовые сигналы объединяются для формирования одного 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 инверсии полярности. В различных конкретных приложениях этот метод также называется различными другими названиями, включая двухфазный код метки ( CC ), F2F (частота/двойная частота), двухфазный Айкен и условный двухфазный . ^[1]

Определение

Дифференциальное манчестерское кодирование — это технология дифференциального кодирования , использующая наличие или отсутствие переходов для указания логического значения . Улучшение манчестерского кодирования , которое является частным случаем двоичной фазовой манипуляции , не обязательно 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, представляют два тактовых импульса за битовый период. В показанном варианте кодирования 0 представлен переходом, а 1 — отсутствием перехода. Два показанных линейных сигнала различаются по своей полярности; какой из них возникнет на линии, зависит от предыдущего состояния линии. Приведен пример: 1337 ₁₀ = 10100111001 ₂

На один битовый период приходится два такта (отмечены на рисунке сплошными и пунктирными линиями). На каждом втором такте, отмеченном пунктирной линией, существует потенциальный переход уровня, обусловленный данными. На других тиках состояние линии изменяется безусловно, чтобы облегчить восстановление тактов. ^[2]

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

Дифференциальное манчестерское кодирование имеет следующие преимущества:

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

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

Кодирование Differential Manchester указано в стандарте IEEE 802.5 для локальных сетей Token Ring и используется во многих других приложениях, включая магнитные и оптические накопители. Как Biphase Mark Code (BMC), он используется в AES3 , S/PDIF , SMPTE time code , USB PD , xDSL и DALI . Многие карты с магнитной полосой также используют кодирование BMC, часто называемое F2F (частота/двойная частота) или Aiken Biphase, в соответствии со стандартом ISO/IEC 7811. Кодирование Differential Manchester также является исходным методом модуляции, используемым для дискет с одинарной плотностью , за которым следует модифицированная частотная модуляция с двойной плотностью (MFM).

Смотрите также

• Манчестерский код
• МакАСП
• Ограниченная длина тиража: FM

Ссылки

1. Министерство обороны США: Справочник по проектированию волоконно-оптических систем связи, Военный справочник. Министерство обороны, 1985, стр. 65.
2. Хоровиц, Пол (2015). "14.7.10 Двухфазное кодирование". Искусство электроники (третье изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США. стр. 1041. ISBN 978-0-521-80926-9.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)

 В этой статье использованы материалы из Федерального стандарта 1037C. Администрация общих служб . Архивировано из оригинала 2022-01-22.

Дальнейшее чтение

• Уоткинсон, Джон (1994) Искусство цифрового звука , 2-е издание. Оксфорд: Focal Press . ISBN 0-240-51320-7 
• Savard, John JG (2018) [2006]. "Цифровая магнитная запись на ленту". quadibloc . Архивировано из оригинала 2018-07-02 . Получено 2018-07-16 .
• Введение в технологию магнитной полосы Архивировано 2015-02-20 в Wayback Machine