Ramachandra Mutagi
EDN
Перемежающийся биполярный код (Alternate mark Inversion – AMI) часто используется при передаче цифровых данных по кабельным линиям связи, так как полоса частот, занимаемая сигналом AMI, уже, чем у эквивалентного сигнала в формате RZ (Return-to-Zero – с возвратом к нулю). Обычно для формирования сигнала AMI требуются источники положительного и отрицательного напряжения. Кроме того, для формирования биполярного сигнала в схеме, скорее всего, придется использовать аналоговые компоненты. Напротив, к предлагаемой схеме эти требования не относятся, и для формирования сигнала AMI из входного сигнала NRZ ей требуются всего несколько логических вентилей, D-триггер и единственный источник питания 5 В.
 |
|
| Рисунок 1. | Преобразователь кода NRZ в код AMI формирует двуполярные импульсы при питании от однополярного источника. |
Как видно из схемы на Рисунке 1, сигнал NRZ (Non-Return-to-Zero – без возврата к нулю) стробируется импульсами синхронизации, в результате чего на выходе элемента «И»-1 формируется сигнал RZ (Рисунки 2а и 2б). В свою очередь, сигнал RZ тактирует D-триггер, включенный делителем частоты. Затем сигнал RZ смешивается с выходными сигналами Q и Q D-триггера, поочередно разделяющими импульсы на две линии, связанные с выходами вентилей «И»-2 и «И-НЕ». Вентиль «И-НЕ» используется на второй линии для получения инвертированного сигнала (Рисунок 2в).
 |
|
| Рисунок 2. | Осциллограммы: а) – вход NRZ; б) – стробированный синхроимпульсом сигнал RZ на выходе элемента «И»-1; в) – выход логического элемента «И-НЕ»; г) – выход AMI. |
Поскольку задержка сигнала в вентиле «И-НЕ» больше, чем в «И», на выходе «И»-3 включен дополнительный элемент «И»-4, компенсирующий эти различия. Заметим, что подобные рассуждения применимы не ко всем семействам логических элементов. Последовательно с выходами схем «И»-4 и «И-НЕ» включены резисторы 75 Ом, эффективно увеличивающие напряжения на выходах вентилей. Когда на обоих выходах устанавливаются высокие уровни, напряжение в точке соединения резисторов также имеет высокий уровень. Если уровни напряжений противоположны, в точке соединения резисторов будет половина высокого уровня. Когда же напряжения низкого уровня будет на обоих выходах, напряжение в этой точке станет близким к нулю. Таким образом, в общей точке резисторов R1 и R2 мы можем наблюдать положительные и отрицательные импульсы, сдвинутые на некоторый постоянный уровень. Этот сигнал проходит через конденсатор C1, удаляющий из него постоянную составляющую, и в результате на выходе мы получаем истинно биполярный сигнал с нулевым постоянным уровнем (Рисунок 2г).
На Рисунке 2 показаны осциллограммы, полученные в результате моделирования схемы. Модель отображает очень короткие пички, появляющиеся на выходах логических элементов, которые, однако, на работу схему никакого влияния не оказывают. Скорость сигнала NRZ равна 2.048 Мбит/с. Поскольку напряжение питания ТТЛ микросхем равно 5 В, размах выходного сигнала от пика до пика будет несколько меньше ±2.5 В. Если потребуется увеличить амплитуду, можно использовать КМОП устройства с более высоким напряжением питания.
