Методы кодирования цифровых сигналов

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Все виды данных в компьютерном мире представляют собой бинарный код. Каждый метод кодирования устанавливает по какому правилу данные будут представленны в виде сигналов. В случае электрических линий передачи каждому набору бит будет приведен в соответсвие определенный набор уровней электрического сигнала. Некоторые методы кодирования обладают свойством самосинхронизации, что позволяет упростить процесс декодирования. Так же имеет большое значение то, какое количество данных может быть переданно по физическому каналу

Содержание

1 Бинарное кодирование
- 1.1 Без возврата к нулю
- 1.2 С возвратом к нулю
2 Манчестерское кодирование
3 Дифференциальное манчестерское кодирование
4 AMI
5 HDB3
6 MLT-3

[править] Бинарное кодирование

[править] Без возврата к нулю

Потенциальный код NRZ.

Потенциальное кодирование, также называется кодированием без возвращения к нулю (NRZ). При передаче последовательности единиц сигнал, в отличии от других методов кодирования не возвращается к нулю в течение такта.

Достоинства метода NRZ:

- Простота реализации.

- Метод обладает хорошей распознаваемостью ошибок (благодаря наличию двух резко отличающихся потенциалов).

- Основная гармоника f0 имеет достаточно низкую частоту (равную N/2 Гц), что приводит к узкому спектру.

Недостатки метода NRZ:

- Метод обладает свойством самосинхронизации. Даже при наличии высокоточного тактового генератора приемник может ошибиться с выбором момента съема данных, так как частоты двух генераторов никогда не бывают полностью идентичными. Поэтому при высоких скоростях обмена данными и длинных последовательностях единиц или нулей небольшое рассогласование тактовых частот может привести к ошибке в целый такт и, соответственно, считыванию некорректного значения бита.

- Вторым серьезным недостатком метода, является наличие низкочастотной составляющей, которая приближается к постоянному сигналу при передаче длинных последовательностей единиц и нулей. Из-за этого многие линии связи, не обеспечивающие прямого гальванического соединения между приемником и источником, этот вид кодирования не поддерживают. Поэтому в сетях код NRZ в основном используется в виде различных его модификаций, в которых устранены как плохая самосинхронизация кода, так и проблемы постоянной составляющей.

[править] С возвратом к нулю

Потенциальный код NRZI.

При передачи нуля он передает потенциал, который был установлен на предыдущем такте (то есть не меняет его), а при передаче единицы потенциал инвертируется на противоположный. Этот код называется потенциальным кодом с инверсией при единице (NRZI). Он удобен в тех случаях, когда наличие третьего уровня сигнала весьма нежелательно, например в оптических кабелях, где устройство распознаются только два сигнала – свет и темнота.