相位编码

没有直流分量的自动时钟信号

在电信和数据存储中,相位编码(也称为曼彻斯特码)是一种线路码,其中每个数据位的编码在相同的时间内是低,然后是高,或高,然后是低。 它是一个没有直流分量的自动时钟信号。 因此,使用曼彻斯特码的电连接很容易被电隔离。

特点
曼彻斯特编码是二进制相移键控(BPSK)的一种特殊情况,其中数据控制方波载波的相位,其频率是数据速率。曼彻斯特码确保频繁的线电压转换,与时钟速率成正比;这有助于时钟恢复。
编码信号的DC分量不依赖于数据,因此不携带任何信息。因此,可以感应地或电容地耦合连接,允许使用网络隔离器 - 不能传送DC分量的简单的一对一隔离变压器通过电隔离的介质(例如以太网)方便地传送信号。
根据思科的说法,“曼彻斯特编码引入了一些与频率相关的难题,使其不适合以更高的数据速率使用”。
有更复杂的代码,例如8B/10B编码,使用较少的带宽来实现相同的数据速率,但可能不太容忍发送器和接收器参考时钟中的频率误差和抖动。
编码和解码
曼彻斯特码在每个比特周期的中间始终具有转变,并且(取决于要发送的信息)也具有在周期开始时的转变。 中间位转换的方向表示数据。 期间边界的过渡不包含信息。 它们仅用于将信号置于正确的状态以允许中间位转换。
数据表示
数据表示有两种相反的约定。
其中第一个由G. E. Thomas于1949年首次出版,随后有许多作者(例如,Andy Tanenbaum)。[2] 它规定,对于0比特,信号电平将为低 - 高(假设数据的幅度物理编码) - 在比特周期的前半部分具有低电平,在后半部分具有高电平。 对于1位,信号电平将为高-低。
第二个惯例也是许多作者(例如,William Stallings [3])以及IEEE 802.4(令牌总线)和IEEE 802.3(以太网)标准的低速版本。 它指出逻辑0由高 - 低信号序列表示,逻辑1由低 - 高信号序列表示。
如果曼彻斯特编码信号在通信中被反转,则它从一个约定变换到另一个约定。 通过使用差分曼彻斯特编码可以克服这种模糊性。
解码
保证转换的存在允许信号自动计时,并且还允许接收器正确对准; 接收器可以识别它是否被半个周期错位,因为在每个比特周期期间不再总是过渡。 与更简单的NRZ编码方案(或参见NRZI)相比,这些优势的价格是带宽需求的两倍。
编码
编码约定如下:
每个比特在固定时间(“周期”)中发送。
0表示为从低到高的转换,1表示由高到低的转换(根据G. E. Thomas的惯例-在IEEE 802.3惯例中,反之亦然)。
表示0或1的转变发生在周期的中点。
期间开始时的转换是开销,并不表示数据。
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