Устройство для декодирования кода Манчестера Советский патент 1986 года по МПК H03M5/12 

- 5

.11

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах передачи данных.

Цель изобретения - повьпне ше поме хоустойчивости.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для декодирования кода Манчестера; на фиг, 2 - пример вьшол- нения блока опреде тения экстремумов; на фиг. 3 - времен:гые диаграммы работы устройства.

Ко входу устройства для декодирования кода Шнчестера подключены соединенные последовательно приемник 1 и много&тводная линия 2 задержки, выходы которой подключены к соответствующим входам коррелятора 3. Выходы коррелятора 3 подключены к соот- ветств пощим входам компаратора 4 верхнего порога, компаратора 5 нижнего порога и блока 6 определения экстремумов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым информационными и синхррнизируюпдам . входами триггера 7. Коррелятор 3, компараторы 4 и 5 и блок 6 образугот решающий блок 8.

Блок 6 определения экстремумов может быть реализован с помощью регистра 9, цифрового компаратора 10 и формирователя 11 импульсов (фиг,2).

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал 5 в котором передаваемая информация (фиг. 3 о) закодирована в виде кода Манчестера , (фиг. Зо)5 поступает с линии связи . на .приемник 1, где он усиливается и преобразуется в импульсный сигнал с уровнями применяемой в устройстве логичен (ТТЛ, КМОП и т.д.). С выхода приемника 1 сигнал (фиг, 3 S) поступает на информационный вход многоотводной линии 2 задерхски, в качестве которой можно, например, использо-- }зать последовательный сдвиговьй регистр.

Сигнал, находяш;и|1ся в линии 2 задержки в фиксированный момент времени можно трактовать как двоичную т-раэрядную комбинацию S(S ,S, . о ,8,) , где S| - значение i-ro разряда комбинации, am- число разрядов в комбинации (т совпадает с числом отводов линии 2 задержки). Данная комбинация поступает на коррелятор 3, который подсчитывает число совпадений в раз234973 , . -«

рядах комбинации S(S , S , . . ,S) с комбинацией G(g , ,g,. . . ,g,J , задаваемой исходя из структуры кода Манчестера, и,преобразует это число совпадений в двоичный код.

Таким образом, корреляционная функ- 1ЩЯ на выходе коррелятора 3 представляется в дифровом виде. Аналоговый эквивш1ент ее представлен на фиг.4. 10 Комбинация G(g,g...,g ) постоянна для конкретной реализации коррелятора 3 и постоянно записана в нем. Практически это означает, что коррелятор 3 строится с учетом G(g ,g , 15 gfr.) Например, при реализации коррелятора 3 на ПЗУ производится его программирование в соответствии с G(g,g,. ,. ,g) .

Цифровые компараторы 4 и 3 срав- 20 значение корреляционной функ- идни с верхним и нижним порогом. Если значение корреляи ионной функ1;ии больше значения верхнего порога, то формируется управляющий сигнал 25 на выходе компаратора 4 (фиг. 4), если меньше значения нижнего порога, то формируется сигнал на выходе ком- паратора 5 (фиг. 4д).

Блок б определения экстремумов 30 формирует короткие импульсы в моменты времени, соответствующие точкам перегиба корреляционной функции (фиг, 4е)„ Эти импульсы формируются с помощью формирователя 11 (фиг. 2) в моменты изменения знака производной корреляи5 онной функции. Указанные моменты определяются с помощью гдифрового компаратора 10, сравнивающего текущее значение К , корреляци35

40

онной функции со значением К. на предьщущем шаге вычисления с выходов пгфаллельного регистра 9. Компаратор 10 работает в соответствии со следу о1цей таблицей истинности:

45

50

К. К

К,К,.

) О

55

К. К.

Упpaвляюпq e сигналы от компараторов 4 и 5 поступают на информацион

онной функции со значением К. на предьщущем шаге вычисления с выходов пгфаллельного регистра 9. Компаратор 10 работает в соответствии со следу о1цей таблицей истинности:

50

К. К

К,К,.

) О

55

К. К.

Упpaвляюпq e сигналы от компараторов 4 и 5 поступают на информацион31

ные входы триггера 7, который может изменять свое состояние только по сигналу блока 6 определения эстрему- мов, поступающему на синхровход триггера 7. Если управляющий сигнал при- сутствует на выходе компаратора 4, то триггер 7 переключается в нулевое cocTOHirae, а если управляюпщй сигнал присутствует на выходе компаратора 5 то триггер 7 переключается в единич- ное состояние. Если управляющего сигнала нет на выходе ни одного компаратора 4 и 5, то триггер 7 не изменяет своего состояния. Сигнал на выходе триггера 7 представляет собой резуль- тат д.екодирования (фиг. Ззс) . Этот сигнал идентичен передаваемому сообщению (фиг. За) .

Воздействие помех в линии связи приводит к тому, что в сигнале на вы- ходе приемника 1 появляются искажения типа Дробление. или Преобладание. Физически это можно представить как появление ложных значений в разрядах комбинации S(S jS, ; -S) Один из возможных видов искажений и его влияние на результат декодирования показан на фиг. 3 пунктиром. Искажения в сигнале оказывают влияние на корреляционную функцию, у ко- торой измешяются боковые лепестки и максимальное значение (фиг. 46), Однако видно, что для конкретных искажений эти изменения не приводят к лож- переходам корреляционной функции через верхний и нижний пороги и, следовательно, -декодирование производится без искажений.

В коде Манчестера присутствуют посьшки только двух видов: длинная - длительностью Т и короткая длительностью Т/2. Длинная посылка означает смену состояния исходного информационного кода, при этом, если значение посьшки единица, то это означает переход из единичного состояния в нулевое, а если значение посылки нуль, то переход из нулевого СОСТОЯШ1Я Б единичное.

Исходя из этого можно задать ком- бинащпо G(g ,g ,,. . ,ge) для корреляд .

Если принять, что задержка

тора

сигналов между coceдни ш отводами

линии 2 задержки равна fit, то длин-

Т

ная посылка разбивается на дисЛС

кретных интервалов. В этом случае

73 ,-

комбинашло G(g ,g , . . . ,g ) можно задать в виде G( ,. . . , 1 11 , П . При этом .

Вид но, что при полном совпадении комбинаций S(S ,S,...,S) и G(g,

g , . . . ,0 ) корреляционная функция

I.

имеет значение т, а при полном несовпадении - значение 0. Такое задание комбинации G(g ,g,. . . ,g) не является единстБен1 ь;м. Непосредственно из структуры кода Манчестера видно, что комбинацию G(g ,g ,. . . ,g можно задать не только на интервале Т, но и. на интервале до 2Т (учитываяр например, что перед и после длинной посыпки с уровнем единица обязательно должны присутствовать по крайней мере короткие посыпки с уровнем нуль). В этом случае комбинацию G(gf ,§2 ,. . . ,g,) можно задать в виде G(g ,g ,. ..,gj 00...001 11 1.1100...00. При этом .

Для задания G(g ,g ,...,g ) можно использовать любую промежуточную комбинацию из приведенных двух, которые можно рассматривать как граничные. При у корреляционной функции появляются боковые лепестки, однако повышается крутизна.

Величина At выбирается из компромиссных условий. При больших at уменьшается точность декодирования и снижается эффект помехозащищенногти, а при малых At растут схемные затраты.

Можно показать исходя из значений боковых лепестков корреляционной функции, что выбор значений верхнего (ВП) к нижнего (НП) порога можно произвоить на осковании выражений:

ВП 5 га- Ш .

При выполнении равенства получаетя максимальная помехозащищенность.

п

отенциально можно допустить до г

ложньк значений в комбинации S(S

s,,.,.,-sj.

На фиг. 36 приведен аналоговый эквивалент корреляционной функции при

условии .

Формула изобретения

Устройство для декодирования кода Манчестера, содержапше соединенные последовательно приемник и линию заОптимальшлм преде-.является At

держки, решающий блок и триггер, выход которого является выходом устройства, о тл и ч ающ е еся тем, что, с целью повьппения помехоустойчивости, решающий блок состоит из компараторов верхнего и нижнего порога, блока определения экстремумов и коррелятора, входы которого подключены к соответствующим вьпсодам линии задержки, выходы подключены к соответствующим входам компараторов верхнего и нижнего порога и блока определения экстремумов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым информационными и синхронизирующим входами триггера.

Изобретение может использоваться в автоматике и вычислительной технике при создании систем цифровой передачи данных. Изобретение позволяет, повысить помехоустойчивость устройства. Устройство содержит приемник 1, многоотводную линию 2 задержки, триггер 7 и решакнций блок 8, 12, ИЯ ватьй ровой воляустиемдерж, состоящий из коррелятора 3, компаратора 4 верхнего порога, компаратора 5 нижнего порога и блока 6 определения экстремумов. В корреляторе 3 осуществляется свертка отрезка входного кода Манчестера с опорной комбинацией, выбираемой в соответствии со структурой этого кода. При пересечении сигналом с выхода коррелятора 3 соответствующего порога и наличии сигнала с блока 6, соответствунмцего изменению знака корреляционной функции, происходит изменение логического уровня на выходе триггера 7, т.е. декоди рование. Введение корреллто- ра 3, компараторов 4 и 5 и блока 6 обеспечивает правильное декодирование при наличии во входном сигнале помех типа Дробление или Преобладание. 3 ил., 1 табл. с о (/) . 1

фие.г

а

/ t 7 I / I 1

г д е ж