Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Они выдают сигнал в кабель и прианчают его отражение. Интервал между посылкой исходного и приходом отраженмго импульса определяет расстояние от точки проведения испытаний да места аассогласования импедансов. 9.3.3. Кодирование бит Сушеогвуют два основных способа передачи битовой последовательности по фижческому каналу; — посылка бит в линию в непосредственном или закодированном виде при сохранении цифрового характера данных; — модуляция несушей по амплитуде/частоте/фазе и передача модулированного сигнала.
Веносрелственцый способ передачи цифровых данных является наиболее проаим При непосредственном кодировании, например, уровень напряжения 0 В пред""нляет логический "0", а +10  — логическую "1" (рис. 9.6, а). Говорят, что ноль сомнет нстствует покою (яаасе), а единица — посылке или импульсу (татаа).
Часто асло льзуется обратная кодировка — при "0" (или покос) линия находится под вьюоани н напряжением, а "1" (посылке) соответствует низкий уровень напряжения. Шиалко и используется полярное кодирование — сигналы, соответствующие "0" и "1", "чеют '"рно 'от противоположные знаки по отношению в обшей базе. Прямое, об атное и по- Р , р"ое кодирования называются кодированием без возвращения к пулю (гчоп-йегигл асего ь| — ь|Р 7), так как в нем отсутствует обязательный переход к нулевому уровню. Осле ов. "ан низ ловательность единиц оудет поддерживать линию при постоянном высоком изком потенциале в соответствии с принятой схемой кодирования. ласта од кодирования без возвращения к нулю прост, но чувствителен к помехам а нскаж алкал жениям. Для компенсации затухания и искажений в.линии на стороне приемнн ны любое напряжение менее чем ч- 2 В интерпретируется как логический "0", а уроваый цле ч 5 В воспринимаются как "1" триггер шмитта (5сьтагг гг1дкег), настроенна зти уровни, можно использовать для восстановления цифрового сигнала анс 9 у) 356 Глава 9.
Цифровые коммуникации в управлении проц сами а и д и б и Рис. 9.6, Способы цифрового кодирования: а — прямое двоичное без возвра>цекия к нулю (Гь)!12); б — прямое двоичное с возвра>ценном к нулю (к7); в — трсхуровкевое с возвращением к нулю; г — д — манчестерское (г) и диффсревпиальное манчестерскос (д) кодировавие. Знание опорного уровня (вуля) необходимо только при трехуровневом кодировянвя, в остальных случаях для распознавания соответствующих данных абсолютный уР>- вень сигнала не играет роли е5В вход>гой сигнал ч2 В ОВ логическая ! логический '9" выходной сигнал Рис.
9.7. Пороговые значения для триггера Шмитта ет ЕЯ1> Однако прн непосредственном применении !ьГК7-кодироваии иия возника" одна существенная проблема. Приемник не может различи, д ть, г е начинаетсЯ " чается каждый отдельный бит. Кроме того, если передатчик использует Разия „>я ости, приемник не может сразу в начале передачи определи р словами, чистое ХКХ-кодирование не позволяет отличить отсутствие сооб>цс послеловательности несу>цих информацию нулей. Должен ли пр рассматриваться как одна длинная илн как две короткие единицы. ? Возможко сние — предварять каждое сообщение преамбулой (РгеатЫв), т. е. пос. д ле оватс>' е еда>" .>.>,ю чередующихся нулей и единиц, обеспечивающих синхронизацию пеР 357 95.
физические соединения — физический уровень модели ВОС ЯР „я>ника. Однако при этом остается риск потери синхронизации в процессе пе ре, „анных и, соответственно, неправильной их интерпретации. Наконец, если все „льсы имеют одинаковую полярность, распределенная емкость линии ведет к наяяя" „л вию постоянного электрического потенциала. В е указанные пРоблемы РешаютсЯ пРи кодиРовании с возвРащением к нУлю )( !игн Ло 2вго — >ь?) (Рис.
9,6 б). В этом случае исходные данные комбинируются с „„ялом синхронизации. Как и при прямом кодировании, здесь также определены уровня потенциала, один из которых соответствует логическому нулю, а вто„" — логической единице. Каждый бит начинается с определенного для его значе„„уровня потенциала, а в середине каждого импульса осуществляется переход на девой уровень; фронт перехода используется для синхронизации приемника. 11 ри угсм типе КХ-кодирования применяются сигналы разной полярности (рис. 9.6 в).
яу.кодирование требует в два раза более широкой полосы, чем )ь!Г(Х-кодирование, ,ссответс>вующая электроника интерфейсных устройств гораздо сложнее, однако истоинства метода отодвигают эти недостатки на задний план. другой широко применяемый способ — это манчестерское или двухфазное кодиюяание (Л>'-рг>аве Леев! — В!11>-Г.). При манчестерском кодировании каждый бит кояяруется двумя уровнями напряжения с переходом в середине каждого импульса !витя).
При прямом манчестерском кодировании бит "О" представляется переходом ь> уровня низкого напряжения к высокому, а бит "1" — переходом от высокого уровяя к низкому (рис. 9.6 г). Похожая схема используется при дифференциальном ман>гстсрском кодировании, при котором бит "О" представляется переходом уровня >ямале каждого нового периода, а бит "1" — отсутствием такого перехода (рис.
9.6 д). >>!>я дифференциальном манчестерском кодировании код бита зависит от уровня наг!>якения второй половины предшествующего бита. Мзнчесте ск р ое и дифференциальное манчестерское кодирования являются са- '>ССШ>ХРОНизи рующимися кодами (т. е. позволяют приемнику настроиться па пере"вк без спе и ц альных синхросигналов) и имеют более высокую защиту от >пума по >ьгявениюсКХ-ко и о -кодированием. Как и для кодирования с возвращением к нул>о мац""ерские схемы т е 1 требуют в два раза более широкой полосы пропускання, чем Р . е. Преимушество манчестерского кодирования в том, что оно искодирование.
е 'альзует два Оовня нап ряжения вместо трех и соответствующая аппаратура проще, д ро анин. Манчестерское кодирование широко применяется в ло- '1 цРИ Ку-ко и в С> ькых сетях, например в Ег)>егпек дру е схемы кодирования, но они применяются в основном для у цеству10 и ги зи, а не для управления производственными процессами ' ' вей и спутниковой связи, а ь Рассматриваться не будут.
13,д сдулиции несущей "!о луляция нес ей цяцвога . " " ' ") Ис"ользуется для согласования инфо>я. "змененне н я(я>ц и>пала с линней, по которой он передав ся М у 1ия представляет сущей "ение некоторых параметров (амплитуды, ча ° ть 4. " ' ы, фазы) высокочастот~~яол " как Функции исходного пнформапионного ~ льзуется в с ала; в качестве несущей ется высокочастотный синусоидал~ ныи >щи имп лье деляе выделяе пульсный сигнал, При"'1я ю. деляет исходный сигнал нз модулированного.
Различные аз ичные типы модуляции . я>отея типом несущей и процедурой модуляции частота астота несущей может 359 358 Глава 9. Цифровые коммУникации в У~Равлении ооо цялсаь ьль ,;1 физиче ские соединения — физический уровень модели ВОС изменяться в широком диапазоне — стандартные модемы для передачи обычным телефоннымлиниям (раздел 981) работают, например, при ча „"ляль пазоне , оне 800 — 2500 Гц, а для передачи по широкополосному кабелю несущая „" лггь стьт жет достигать 500 МГц. Лмплитудная модуляция (АМ, Атр!ггиг7е Мог(и!а!гоп — ЛМ) рщгко и „„„ при передаче цифровых данных.
Более распространены частотная (ЧМ р„, генг Мог(и!алгол — БМ) гг фазовая модуляция (ФМ, рйале Мог(и!а!гоп — РМ) П „ ненни каждого из видов модуляции соответствующий параметр несущеи н,„„ь' как функция входного сигнала. При амплитудной модуляции каждый уро пряжения исходного сигнала соответствует определенной амплитуде несут и Льь частотной модуляции — частоте в определенном диапазоне, а при фазовон — „ лепному фазовому сдвигу несущего сигнала. Когда несупгая модулируется цифровым сигналом, модуляции пазываютсл „„ литулной манипуляцией (АМн, Атр(ггиг7е эЬ!72 КеугиК вЂ” ЛБК), частотной манилу„. пней (ЧМн, Вгег!иенсУ Яг!7Г КеУгп8 — БЯК) и фазовой манипУлЯцией (ФМИ, Рл Вгргг)г Кеуггй — РБК) соответственно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
