Tài liệu Đề tài Mã hóa đường truyền (line coding): Họ và tên: Trần Đăng Phan
Mssv: 910467d
Nhóm : 2
Lớp 09dd2n
BÀI 3
MÃ HÓA ĐƯỜNG TRUYỀN (Line Coding)
MỤC ĐÍCH
Khi hòan tất bài thí nghiệm này, sinh viên có thể mô tả được ba kỹ thuật mã hóa đường truyền thông dụng trong thông tin số là NRZ, RZ và Manchester, và giải thích được ưu nhược điểm của từng loại. Sinh viên cũng hiểu được cách mã hóa đường truyền bằng một trong ba phương pháp trên cững như cách giải mã và những yêu cầu cần thiết để giải mã ở máy thu.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 3-1
Việc truyền dữ liệu giữa hai thiết bị viễn thông được thực hiện theo một trong hai phương thức: truyền tín hiệu dải nền (còn gọi là tín hiệu băng gốc) và truyền tín hiệu băng dải (passband). Trong truyền tín hiệu dải nền, tín hiệu tin tức sẽ được truyền trực tiếp trên kênh truyền mà không cần điều chế. Khi truyền tín hiệu ở dải nền thì các đặc tính của tín hiệu phải phù hợp với kênh truyền.
Các đặc trưng của tín hiệu bao gồm: thông tin định thời, sự dịch mức DC do chuỗi 0 hoặc chuỗi 1 kéo dài và ...
15 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 2316 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Mã hóa đường truyền (line coding), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Họ và tên: Trần Đăng Phan
Mssv: 910467d
Nhóm : 2
Lớp 09dd2n
BÀI 3
MÃ HÓA ĐƯỜNG TRUYỀN (Line Coding)
MỤC ĐÍCH
Khi hòan tất bài thí nghiệm này, sinh viên có thể mô tả được ba kỹ thuật mã hóa đường truyền thông dụng trong thông tin số là NRZ, RZ và Manchester, và giải thích được ưu nhược điểm của từng loại. Sinh viên cũng hiểu được cách mã hóa đường truyền bằng một trong ba phương pháp trên cững như cách giải mã và những yêu cầu cần thiết để giải mã ở máy thu.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Hình 3-1
Việc truyền dữ liệu giữa hai thiết bị viễn thông được thực hiện theo một trong hai phương thức: truyền tín hiệu dải nền (còn gọi là tín hiệu băng gốc) và truyền tín hiệu băng dải (passband). Trong truyền tín hiệu dải nền, tín hiệu tin tức sẽ được truyền trực tiếp trên kênh truyền mà không cần điều chế. Khi truyền tín hiệu ở dải nền thì các đặc tính của tín hiệu phải phù hợp với kênh truyền.
Các đặc trưng của tín hiệu bao gồm: thông tin định thời, sự dịch mức DC do chuỗi 0 hoặc chuỗi 1 kéo dài và phổ tần số của tín hiệu.
1. Mã hóa
Mã hóa là thay đổi cách thức truyền dữ liệu trên đường truyền. Các kỹ thuật mã hóa khác nhau đều có một sự trao đổi giữa các yếu tố: đáp ứng tần số, băng thông, vấn đề định thời và sự dịch mức DC.
Các kỹ thuật mã hóa được khảo sát trong bài thí nghiệm này bao gồm: NRZ (non-return-to-zero), RZ (return-to-zero) và Manchester.
a) Mã hóa NRZ:
Các mức điện áp nhị phân của dữ liệu NRZ được giữ nguyên trong suốt một chu kỳ bit và không trở về 0 trong suốt chu kỳ bit.
b) Mã hóa RZ:
Các mức nhị phân của dữ liệu được biểu diễn bằng mức điện áp tương ứng trong nửa chu kỳ bit, sau đó trở về 0 trong nửa chu kỳ bit kế tiếp.
c) Mã hóa Manchester:
Các bit 1 và bit 0 của dữ liệu được biểu diễn bằng mức điện áp tương ứng trong một nửa chu kỳ bit đầu, và bằng mức điện áp ngược lại ở nửa chu kỳ bit sau.
Cơ sở để lựa chọn kỹ thuật mã hóa thích hợp là dựa vào ba đặc trưng của tín hiệu đã nêu ở trên. Các đặc trưng này được chọn sao cho phù hợp với kênh truyền và đảm bảo sự đồng bộ giữa bên phát và bên thu. Một số phương pháp mã hóa có kết hợp thông tin về xung clock ngay trong dữ liệu truyền, một số phương pháp khác đòi hỏi phải truyền cả xung clock và dữ liệu. Khi có sự chuyển đổi mức ở các chu kỳ bit thì máy thu có thể dựa vào đó để khôi phục xung clock. Nếu các tín hiệu dữ liệu truyền đi không có sự chuyển trạng thái trong các chu kỳ bit thì buộc phải truyền thêm xung clock riêng để đồng bộ. Về phương diện này, mã Manchester có ưu điểm nhất vì nó đảm bảo ít nhất một lần chuyển đổi mức trong một chu kỳ bit.
Về cách biểu diễn các mức logic bằng điện áp, có hai dạng sóng tín hiệu được dùng: dạng đơn cực (5V và 0V) và dạng lưỡng cực (+5V và -5V).
Có thể thực hiện giao tiếp với các kênh truyền bằng hai cách: ghép trực tiếp hoặc ghép AC. Trong hệ thống ghép AC, thành phần DC bị chặn và các thành phần tần số thấp bị suy giảm.
Nhiều phương tiện truyền có đặc tính tần số giống như một bộ lọc thông dải, chỉ cho phép truyền tín hiệu trong một dải tần từ đến .
Hình vẽ dưới đây thể hiện các thành phần năng lượng của các kỹ thuật mã hóa nêu trên.
Phương pháp NRZ lưỡng cực có nhược điểm là hầu hết các thành phần năng lượng của nó tập trung ở khoảng tần số zero (DC). Trong khi đó, phương pháp Manchester dời các thành phần năng lượng lên vùng tần số cao hơn nên có thể truyền được cả trên các kênh truyền có đáp ứng bị chặn ở vùng DC. Tuy nhiên, đổi lại, phương pháp Manchester lại làm tăng băng thông của tín hiệu, do đó có thể dẫn đến lỗi khi truyền trên kênh có băng thông giới hạn.
Với tín hiệu NRZ, chuỗi bit 1 dài sẽ làm tăng mức DC của tín hiệu, còn chuỗi bit 0 dài lại làm giảm mức DC của tín hiệu. Trên kênh truyền ghép AC, đặc tính giới hạn tần số cao làm cho dạng xung tín hiệu bị méo. Các vấn đề trên dẫn đến tăng sai số khi khôi phục dữ liệu.
Thay vì dùng các mức điện áp cố định cho chuỗi bit 1 hoặc bit 0, phương pháp Macnchester dùng một chuỗi các chuyển đổi mức. Điều này làm cho mức DC của tín hiệu không bi thay đổi và gần bằng 0.
2. Giải mã
Dữ liệu mã hóa không thể được truyền từ máy phát đến máy thu một cách đáng tin cậy mà không có sự đồng bộ giữa xung clock của máy phát và máy thu. Trong thực tế, các tín hiệu dữ liệu và tín hiệu clock có thể được truyền trên hai đường truyền riêng biệt.
Lưu ý: tín hiệu mã hóa RZ có thể được tạo ra bằng cách sử dụng cổng AND với hai ngõ vào là tín hiệu NRZ và tín hiệu clock.
Để giải mã dữ liệu RZ ở máy thu trở về dạng NRZ, ta dùng một Flip-Flop loại D.
Nếu ở ngõ vào của cổng XOR, ta đặt tín hiệu NRZ và tín hiệu xung clock thì ở ngõ ra của nó sẽ là tín hiệu mã hóa Manchester.
Để giải mã tín hiệu mã hóa Manchester về dạng NRZ, ta lại dùng một cổng XOR ở máy thu.
Khi truyền trên khoảng cách xa, sự kết nối trực tiếp giữa máy phát và máy thu là không khả thi. Do đó sẽ không có đường tín hiệu clock chung. Dữ liệu truyền đi phải được điều chế bằng các kỹ thuật như ASKM, FSK, … và sẽ được giải điều chế tại máy thu. Đồng thời, ở máy thu phải có một bộ phận đồng bộ xung clock để khôi phục tín hiệu clock từ dữ liệu phát.
YÊU CẦU THIẾT BỊ
Bộ chân đế F.A.C.E.T.
Board mạch DIGITAL COMMUNICATIONS 2
Nguồn cung cấp 15 Vdc
Dao động ký hai kênh
Máy phát sóng sine
V.O.M
TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
1. Mã hóa
Trình tự tiến hành A – Mã hóa NRZ
Xác định vị trí khối mạch ENCODER. Kết nối đầu dò kênh 1 của dao động ký với điểm CLK và kênh 2 với điểm SYNC.
Nối đầu dò EXT với điểm SYNC để đồng bộ các tín hiệu quan sát với nhau. Nối GND của dao động ký với điểm GND trên board mạch.
Hình 3-1
Điều chỉnh kênh 1 và kênh 2 của dao động ký ở vị trí 5V/DIV và time base ở vị trí 0.5ms/DIV. Trigger bởi cạnh lên của ngõ vào EXT.
Chỉnh dao động ký để có dạng sóng như hình 3-2.
Hình 3-2
Đo chu kỳ xung clock trên kênh 1: T = ___0.8 * 0.5 =__0.4______ ms.
Có bao nhiêu chu kỳ xung clock giữa các xung đồng bộ?
Số chu kỳ clock = 8 chu kỳ
Di chuyển đầu dò kênh 2 đến vị trí NRZ. Không thay đổi các thông số của dao động ký.
Hình 3-3
Mỗi chu kỳ xung clock ứng với 1 bit dữ liệu. Hãy xác định chuỗi bit nhị phân (8 bit) được phát?
Data = 10100111
Quan sát dạng sóng NRZ, tín hiệu có giữ nguyên mức điện áp (cao hoặc thấp) trong suốt chu kỳ bit?
Hình 3-4
¨ Có ¨ Không
Thông tin định thời là một đặc trưng quan trọng của các phương pháp mã hóa đường truyền. Một đặc trưng khác cũng rất quan trọng là tốc độ truyền dữ liệu. Tốc độ baud (tốc độ truyền dữ liệu) được định nghĩa là nghịch đảo của khỏang thời gian của một phần tử tín hiệu ngắn nhất.
Chu kỳ xung clock đã được đo ở bước 5: T = 0.4 ms. Vậy tốc độ baud của tín hiệu NRZ quan sát được là bao nhiêu: baud rate = = 2.5 baud.
Tốc độ truyền dữ liệu cũng được định nghĩa theo số bit truyền được trong 1s, gọi là tốc độ bit. Tốc độ bit và tốc độ baud có thể bằng nhau hoặc khác nhau, tùy vào phương pháp mã hóa và các phần tử tín hiệu.
Tốc độ bit (tính bằng bps) của tín hiệu NRZ nêu trên là bao nhiêu: R = 2.5 bps.
Tốc độ bit và tốc độ baud của tín hiệu NRZ quan sát được có bằng nhau không? Tại sao?
Tốc độ bít và tốc độ baud của tín hiệu NRZ quan sát được băng nhau vì trong 1 chu kì bít của tín hiệu NRZ chỉ có một mức tín hiệu là 1 hoặc là mức 0
Trình tự tiến hành B – Mã hóa RZ
Tháo tất cả các jumper và dây nối trên board mạch DIGITAL COMMUNICATIONS 2.
Nối đầu dò kênh 1 của dao động ký đến vị trí CLK và kênh 2 đến vị trí SYNC, đầu dò EXT cũng nối với vị trí SYNC.
Chỉnh kênh 1 và kênh 2 của dao động ký ở 5V/DIV và TIME/DIV = 0.5ms/DIV. Trigger bởi cạnh lên của EXT.
Hình 3-5
Điều chỉnh dao động ký để quan sát được dạng sóng như hình 3-6.
Hình 3-6
Di chuyển kênh 2 dao động ký đến vị trí RZ.
Hình 3-7
Dựa trên tín hiệu RZ quan sát được, hãy xác định chuỗi bit nhị phân phát đi?
Data = 10111011
Quan sát tín hiệu RZ trên kênh 2. Tín hiệu này mang thông tin về xung clock:
¨ một cách đầy đủ ¨ chỉ một phần ¨ không mang thông tin gì
Tốc độ baud của tín hiệu RZ trên kênh 2: baud rate = = 5 baud.
Tốc độ bit của tín hiệu RZ quan sát được trên kênh 2? R = = 2.5 bps.
Tốc độ bit và tốc độ baud của tín hiệu RZ không bằng nhau? Vì sao?
Tốc độ bít và tốc độ baud của tín hiệu RZ quan sát được không băng nhau vì trong 1 chu kì bít của tín hiệu RZ chỉ có hai mức ký hiệu là 1 và mức 0
Trình tự tiến hành C – Mã hóa Manchester
Tháo tất cả các jumper và dây nối trên board mạch DIGITAL COMMUNICATIONS 2.
Nối đầu dò kênh 1 của dao động ký đến vị trí CLK và kênh 2 đến vị trí SYNC, đầu dò EXT cũng nối với vị trí SYNC.
Hình 3-8
Chỉnh kênh 1 và kênh 2 của dao động ký ở 5V/DIV và TIME/DIV = 0.5ms/DIV. Trigger bởi cạnh lên của EXT.
Điều chỉnh dao động ký để quan sát được dạng sóng như hình 3-9.
Hình 3-9
Di chuyển kênh 2 dao động ký đến vị trí MAN.
Hình 3-10
Tín hiệu trên kênh 2 biễu diễn chuỗi bit nhị phân (8 bit) nào?
Data = 01001011
Quan sát tín hiệu Manchester trên kênh 2. Tín hiệu này mang thông tin về xung clock:
¨ một cách đầy đủ ¨ chỉ một phần ¨ không mang thông tin gì
Tốc độ baud của tín hiệu mã hóa Manchester trên kênh 2: baud rate ==5 baud.
Tốc độ bit của tín hiệu mã hóa Manchester quan sát được trên kênh 2? R == 2.5 bps.
Tốc độ bit và tốc độ baud của tín hiệu Manchester không bằng nhau? Vì sao?
Tốc độ bít và tốc độ baud của tín hiệu Manchester quan sát được không băng nhau vì trong 1 chu kì bít của tín hiệu Manchester có hai mức ký hiệu là 1 và mức 0
Lưu ý: một khái niệm liên quan đến baud rate là băng thông tín hiệu. Tín hiệu có tốc độ baud càng cao đòi hỏi băng thông càng rộng.
Di chuyển kênh 1 về vị trí NRZ. Quan sát và đo tốc độ baud của tín hiệu NRZ?
baud rate == 2.5 baud.
Giữa hai tín hiệu NRZ và Manchester, tín hiệu nào có băng thông lớn hơn?
Ta biết rằng khoảng thời gian của một phần tử tín hiệu ngắn nhất của Manchester nhỏ hơn phần tử tín hiệu ngắn nhất của NRZ . Tốc độ baud (tốc độ truyền dữ liệu) được định nghĩa là nghịch đảo của khỏang thời gian của một phần tử tín hiệu ngắn nhất.vậy chắc chắn tốc độ baud của Manchester sẽ cao hơn tốc độ baud của tín hiệu NRZ (5>2.5) và kéo theo băng thông của Manchester rộng hơn của tín hiệu NRZ
¨ NRZ ¨ Manchester
Trình tự tiến hành D – Tín hiệu đơn cực và lưỡng cực
Tháo tất cả các jumper và dây nối trên board mạch DIGITAL COMMUNICATIONS 2.
Nối đầu dò kênh 1 của dao động ký đến vị trí CLK và kênh 2 đến vị trí SYNC, đầu dò EXT cũng nối với vị trí SYNC.
Chỉnh kênh 1 và kênh 2 của dao động ký ở 5V/DIV và TIME/DIV = 0.5ms/DIV. Trigger bởi cạnh lên của EXT.
Điều chỉnh dao động ký để quan sát được dạng sóng như hình 3-9.
Kết nối jumper ở khối MODULATORS như hình vẽ 3-11. Di chuyển đầu dò kênh 1 về vị trí NRZ và đầu dò kênh 2 về vị trí POLAR (hình 3-11).
Hình 3-11
Chỉnh vertical mode về GND cho cả hai kênh. Sau đó điều chỉnh vị trí đường chuẩn của hai kênh như hình 3-12.
Hình 3-12 Hình 3-13
Chỉnh vertical mode trở về DC. Kênh 1 hiển thị tín hiệu NRZ dạng đơn cực còn kênh 2 hiển thị tín hiệu NRZ lưỡng cực (hình 3-13).
Quan sát tín hiệu đơn cực. Mức nhị phân 1 được biểu diễn bằng điện áp dương còn mức 0 được biểu diễn bằng điện áp zero. Dạng sóng tín hiệu nằm phía trên đường chuẩn. Đo mức điện áp dương biểu diễn bit 1: V1 = 2.2V.
Quan sát tín hiệu lưỡng cực. Mức 1 biểu diễn bằng điện áp dương và mức 0 biểu diễn băng mức điện áp ngược lại. Dạng sóng tín hiệu nằm về hai phía của đường chuẩn. Đo mức điện áp âm biểu diễn bit 0: V0 = 5 V.
Tháo kênh 2 của dao động ký ra khỏi mạch và chuyển kênh 1 đến vị trí POLAR trên khối MODULATORS (hình 3-14). Kênh 1 sẽ hiển thị chuỗi bit 10110100 dạng NRZ lưỡng cực .
Hình 3-14
Dùng đồng hồ đo DC để đo thành phần DC của tín hiệu NRZ lưỡng cực nói trên.
DC = 18 mVDC
Hiệu chỉnh mạch để chuyển dữ liệu nhị phân thành 01000100. Dùng đồng hồ đo DC để đo lại thành phần DC của tín hiệu NRZ lưỡng cực mới.
DC = -2.4 VDC
Tháo jumper khỏi vị trí NRZ trên khối MODULATORS. Dùng dây dẫn nối từ vị trí MAN trên khối ENCODER sang khối MODULATORS như hình 3-15.
Hình 3-15
Dùng đồng hồ đo DC để đo thành phần DC của tín hiệu Manchester lưỡng cực nói trên.
DC = 13 mVDC
Hiệu chỉnh mạch để chuyển dữ liệu nhị phân thành 01000100. Dùng đồng hồ đo DC để đo lại thành phần DC của tín hiệu Manchester lưỡng cực mới.
DC = 9 mVDC
Từ kết quả đo, cho biết phương pháp mã hóa nào có thành phần DC nhỏ nhất (không quan tâm đến data), mã NRZ hay Manchester?
1. Giải mã
Trình tự tiến hành A – Giải mã tín hiệu RZ
Xác định vị trí khối mạch ENCODER và nối đầu dò kênh 1 của dao động ký đến vị trí CLK, kênh 2 đến vị trí SYNC, đầu dò EXT cũng nối với vị trí SYNC.
Chỉnh kênh 1 và kênh 2 của dao động ký ở 5V/DIV và TIME/DIV = 0.5ms/DIV. Trigger bởi cạnh lên của EXT.
Điều chỉnh dao động ký để quan sát được dạng sóng như hình 3-9.
Trên khối ENCODING, gắn jumper nối giữa RZ và ngõ vào của khối D Flip-Flop. Di chuyển kênh 2 đến vị trí RZ (xem hình 3-16).
Hình 3-16
Quan sát dữ liệu RZ (kênh 2) ở ngõ vào D Flip-Flop. Khi giải mã RZ thành NRZ, tín hiệu clock phải:
¨ truyền trên đường truyền riêng ¨ được khôi phục từ dữ liệu RZ
Di chuyển kênh 2 đến ngõ ra D Flip-Flop và kênh 1 đến vị trí NRZ trên khối ENCODER.
Hình 3-17
So sánh dữ liệu mã hóa NRZ (CH1) và dữ liệu NRZ sau khi giải mã (CH2). Tín hiệu giải mã bị trễ so với tín hiệu mã hóa:
¨ một chu kỳ xung clock ¨ nửa chu kỳ xung clock
Di chuyển đầu dò kênh 1 sang vị trí RZ (ngõ vào D). Sự chuyển trạng thái từ thấp lên cao lần đầu tiên của xung clock làm ngõ ra Q của bộ giải mã chuyển sang:
¨ mức cao ¨ mức thấp
Dữ liệu giải mã NRZ phụ thuộc mức dữ liệu RZ tại mỗi cạnh lên của xung clock. Ở chu kỳ bit thứ 5, dữ liệu NRZ ở ngõ ra là bit 1 hay 0?
Bit 1
Trình tự tiến hành B – Giải mã tín hiệu mã hóa Manchester
Xác định vị trí khối mạch ENCODER và nối đầu dò kênh 1 của dao động ký đến vị trí CLK, kênh 2 đến vị trí SYNC, đầu dò EXT cũng nối với vị trí SYNC.
Chỉnh kênh 1 và kênh 2 của dao động ký ở 5V/DIV và TIME/DIV = 0.5ms/DIV. Trigger bởi cạnh lên của EXT.
Điều chỉnh dao động ký để quan sát được dạng sóng như hình 3-9.
Trên khối ENCODING, gắn jumper nối giữa RZ và ngõ vào của khối D Flip-Flop. Di chuyển kênh 2 đến vị trí RZ (xem hình 3-18).
Hình 3-18
Cổng XOR dùng để giải mã tín hiệu mã hóa Manchester về dạng NRZ. Quan sát các tín hiệu ở ngõ vào cổng XOR. Khi giải mã tín hiệu Manchester, tín hiệu clock ở ngõ vào cổng XOR:
¨ được trích từ tín hiệu mã hóa Manchester ¨ phải đến từ một đường truyền riêng
Di chuyển kênh 2 đến ngõ ra cổng XOR và kênh 1 đến vị trí MAN trên khối ENCODER.
Hình 3-19 Hình 3-20
So sánh các dạng sóng CLOCK và MAN.
Ngõ ra cổng XOR bằng 1 khi hai ngõ vào bù nhau. Các xung gai xuất hiện ở kênh 2 là do thời gian trì hõan khi chuyển trạng thái của các tín hiệu ngõ vào. Điều này có thể gây ra lỗi trong quá trình giải mã.
Di chuyển kênh 1 về vị trí tín hiệu mã hóa NRZ . Quan sát các dạng sóng. Trong mạch giải mã Manchester bằng cổng XOR, tín hiệu NRZ sau khi giải mã cùng pha hay ngược pha với tín hiệu mã hóa NRZ ban đầu?
tín hiệu NRZ sau khi giải mã cùng pha với tín hiệu mã hóa NRZ ban đầu
Hình 3-21 Hình 3-22
Hình 3- 23
Trình tự tiến hành C – Đồng bộ xung clock
Trong phần này, sinh viên sẽ sử dụng mạch đồng bộ bằng PLL (Phase Locked Loop) để phục hồi xung clock từ dữ liệu mã hóa Manchester. Sơ đồ khối của PLL được trình bày ở hình 3-23.
Xác định vị trí khối mạch ENCODER và nối đầu dò kênh 1 của dao động ký đến vị trí CLK, kênh 2 đến vị trí SYNC, đầu dò EXT cũng nối với vị trí SYNC.
Chỉnh kênh 1 và kênh 2 của dao động ký ở 5V/DIV và TIME/DIV = 0.5ms/DIV. Trigger bởi cạnh lên của EXT.
Điều chỉnh dao động ký để quan sát được dạng sóng như hình 3-9.
Trên khối ENCODING, gắn jumper nối giữa MAN và ngõ vào của khối MAN SYNC DECODER Flip-Flop. Vặn núm điểu chỉnh LOCK hết cỡ theo chiều kim đồng hồ. Chuyển đầu dò kênh 2 sang vị trí RCLK trên khối MAN SYNC DECODER (xem hình 3-24).
Hình 3-24
Trong khi quan sát các dạng sóng, vặn từ từ núm LOCK theo ngược chiều kim đồng hồ cho đến khi tín hiệu RCLK (kênh 2) giống với tín hiệu CLK (kênh 1). Lúc này, mạch đồng bộ đã bám theo tín hiệu mã hóa Manchester ở ngõ vào. Các thành phần của mạch đồng bộ bao gồm: mạch phát hiện cạnh (EDGE DET), cổng AND (AND), vòng khóa pha (PLL) và bộ dịch pha (f SHIFT) (xem hình 3-25).
Hình 3-25
Di chuyển kênh 1 tới vị trí MAN và kênh 2 tới vị trí EDGE DET. Tín hiệu MAN là tín hiệu vào EDGE DET mạch phát hiện cạnh. Ở ngõ ra của EDGE DET là một chuỗi xung hẹp. Mạch EDGE DET được tạo từ cổng AND và cổng XOR (hình 3-26).
Hình 3-26
Quan sát các dạng sóng. Mạch phát hiện cạnh tạo ra một xung hẹp khi nào?
_______________________________________________________________________.
Di chuyển kênh 2 đến vị trí f SHIFT và kênh 1 đến vị trí EDGE DET.
Quan sát các dạng sóng. Tín hiệu ra cổng AND ở các vị trí xung thứ 4 và thứ 9 của EDGE DET sẽ ở mức cao hay thấp? ________________.
Di chuyển kênh 2 đến vị trí AND OUT. Tín hiệu ngõ ra cổng AND giống với tín hiệu ở bộ EDGE DET trừ các xung ở vị trí:
¨ đầu chu kỳ bit ¨ giữa chu kỳ bit
Các xung ngõ ra cổng AND được đưa tới ngõ vào của mạch vòng khoá pha (PLL). Di chuyển đầu dò kênh 2 tới vị trí VCO OUT và đầu dò kênh 1 đến vị trí AND OUT.
So sánh các tín hiệu. Tần số của tín hiệu sóng vuông của PLL (kênh 2) bằng với:
¨ tần số ngõ ra cổng AND ¨ hai lần tần số ngõ ra cổng AND
Di chuyển kênh 2 của dao động ký đến vị trí RCLK. So sánh các dạng sóng. Tần số tín hiệu ra khỏi bộ chia (kênh 2) có bằng với tín hiệu ở đầu ra cổng AND (kênh 1)? Lưu ý rằng các xung định thời ở vị trí AND OUT đồng bộ với xung clock của máy phát.
¨ Có ¨ Không
Di chuyển kênh 1 đến vị trí f SHIFT. So sánh các dạng sóng. Tín hiệu trên kênh 2 là một sóng vuông giống với tín hiệu RCLK nhưng bị lệch pha một góc bằng bao nhiêu? ________.
Di chuyển kênh 1 đến vị trí NRZ trên khối ENCODING. Di chuyển kênh 2 đến vị trí NRZ OUT trên khối MAN SYNC DECODER.
So sánh tín hiệu mã hoá NRZ (kênh 1) và tín hiệu NRZ sau khi giải mã. Dữ liệu sau khi giải mã bị trễ so với dữ liệu mã hoá:
¨ 1 chu kỳ xung clock ¨ ¼ chu kỳ xung clock ¨ ½ chu kỳ xung clock
CÂU HỎI VÀ TRẢ LỜI
Các phương pháp mã hoá NRZ, RZ, Manchester.
a) Mã hóa NRZ:
Các mức điện áp nhị phân của dữ liệu NRZ được giữ nguyên trong suốt một chu kỳ bit và không trở về 0 trong suốt chu kỳ bit.
b) Mã hóa RZ:
Các mức nhị phân của dữ liệu được biểu diễn bằng mức điện áp tương ứng trong nửa chu kỳ bit, sau đó trở về 0 trong nửa chu kỳ bit kế tiếp.
c) Mã hóa Manchester:
Các bit 1 và bit 0 của dữ liệu được biểu diễn bằng mức điện áp tương ứng trong một nửa chu kỳ bit đầu, và bằng mức điện áp ngược lại ở nửa chu kỳ bit sau.
Thông tin định thời được chứa trong dữ liệu mã hoá Manchester bằng cách nào?
Thông tin định thời được chứa trong dữ liệu mã hoá Manchester được biễu diễn bằng các mức điện áp
Phân biệt tín hiệu đơn cực và lưỡng cực.
Lưỡng cực có 2 nguồn âm và dương kết hợp (+5v và -5V, +10v và -10V….)
Đơn cực chỉ có 1 nguồn dương và nguồn 0v kết hợp ( 5v và 0v, 10v và 0v..)
Ưu và nhược điểm của mã hoá Manchester so với mã hoá NRZ và RZ ?
Manchester có ưu điểm nhất vì nó đảm bảo ít nhất một lần chuyển đổi mức trong một chu kỳ
bit.
Nhược điểm Manchester lại làm tăng băng thông của tín hiệu, do đó có thể dẫn đến lỗi khi truyền trên kênh có băng thông giới hạn.
Phương pháp NRZ lưỡng cực có nhược điểm là hầu hết các thành phần năng lượng của nó tập trung ở khoảng tần số zero (DC). Trong khi đó, phương pháp Manchester dời các thành phần năng lượng lên vùng tần số cao hơn nên có thể truyền được cả trên các kênh truyền có đáp ứng bị chặn ở vùng DC.
Ưu điểm không làm tăng băng thông do đó không dẫn đến lỗi khi truyền trên kênh có băng thông giới hạn.
Định nghĩa tốc độ baud.
Tốc độ baud (tốc độ truyền dữ liệu) được định nghĩa là nghịch đảo của khỏang thời gian của một phần tử tín hiệu ngắn nhất.
Mã hoá NRZ và RZ, phương pháp nào tốt hơn xét ở khía cạnh thông tin về xung clock ?
Mà hóa RZ tốt hơn vì nó mang 1 phần thông tín của xung clock
Phương pháp giải mã tín hiệu Manchester thành dữ liệu NRZ ?
Phương pháp giải mã tín hiệu RZ thành dữ liệu NRZ ?
Để giải mã dữ liệu RZ ở máy thu trở về dạng NRZ, ta dùng một Flip-Flop loại D.
Hoạt động của mạch đồng bộ xung clock ?
Hoạt động của mạch đồng bộ xung clock nhằm mục đích để khôi phục tín hiệu clock từ dữ liệu phát
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- bao cao TNVT3.doc