Контрольная работа: Квантово-електронні модулі

1 . Загальні відомості

На рис. 1 представлена блок-схема передавача, що містить керуюче пристрій і джерело. На вхід передавача надходить сигнал від пристрою, що обслуговується. На виході передавача з'являється струм, керуючий роботою джерела.

Більшість електронних схем працює зі стандартними сигналами визначеного рівня. Телевізійні відеосигнали використовують рівень у 1 В, цифрові схеми – різні стандарти в залежності від типу логічних кіл, застосовуваних у системі.

Рисунок1 – Блок-схема передавача

В даний час найбільш розповсюдженою цифровою логікою є транзисторно-транзисторна (TTL). Вона використовує 0.5 В для мінімального рівня сигналу і 5 В - для максимального. TTL є швидкою логікою, що дозволяє застосовувати її в багатьох випадках, однак більш швидкої є еміттерно-з`вязаная логіка (ECL). Коло ECL використовує -1.75 В для мінімального і -0.9 В для максимального значень. На рис. 2 представлені логічні рівні TTL і ECL колів.

Рисунок 2 – Рівні сигналів TTL і ECL

Звичайно технології TTL і ECL не можуть бути сполучені. Однак існують спеціальні мікросхеми, що дозволяють конвертувати сигнали з однієї логіки в іншу. Як TTL, так і ECL використовуються у волоконно-оптичних передавачах і приймачах. TTL є більш розповсюдженої; ECL звичайно використовується тільки для систем зі швидкостями близько 50 чи 100 Мб/сек.

Іншим популярним видом логічних схем є CMOS. Він швидко стає альтернативою TTL завдяки дуже низької вартості компонентів. Багато CMOS-колів використовують ті ж рівні напруг для сигналів, що і TTL.

Керуюче коло передавача повинно приймати дані визначеного логічного рівня. Після обробки цифрових сигналів, що надійшли, формується вихідний сигнал для керування джерелом. Наприклад, він може перетворити 0.5 В и 5В TTL-сигналу в 0 мА і 50 мА, необхідні для включення і вимикання джерела.

Додаткова функція передавача полягає в забезпеченні відповідного кодування.

2 . Кодування

Передача цифрових сходинок на будь-яку значиму відстань, як правило є незручною. У той час як цифрове коло використовує східчасті імпульси для представлення одиниць і нулів двійкових даних, для передачі цифрових сигналів між електронними пристроями використовується більш складний формат. Модуляційний код застосовується для кодування цифрових даних з наступною передачею їх по лініях зв'язку.

Раніше було відзначено, що наявність східчастого імпульсу означає двійкову 1, а його відсутність – двійковим 0. В TTL-системах 5В рівень представляє 1; 0.5-В рівень представляє 0. Таким чином, існує взаємна відповідність між високими і низькими рівнями напруги й двійковими 1 і 0. У модуляційних кодах, представлених тут, дана відповідність не завжди зберігається.

Таблиця 1 – Коди

Формат	Символів у біті	Внутрішня синхронізація	Коефіцієнт заповнення (%)
NRZ	1	немає	0 – 100
RZ	2	немає	0 – 50
NRZ1	1	немає	0 – 100
Манчестер BIPHASE-L	2	є	50
Міллер	1	є	33-67
BIPHASE-M	2	є	50

Рисунок 3 – Модуляційні коди

На рис. 3 показано декілька популярних кодів модуляції.

Кожному біту даних ставиться у відповідність визначений період сигналу, що контролюється таймером. Таймером служить постійний ланцюжок імпульсів, що задає часовий інтервал для основної системи. Як показано у таблиці 5.1, деякі коди мають внутрішні сигнали синхронізації, інші не мають. Код із внутрішньою синхронізацією являє собою код із уже включеною інформацією про час. В інших кодах ця інформація відсутня.

Інформація про час важлива для приймача, одна з цілей якого – відновлення сигналу в його первісному стані. Приймач має три варіанти інформації про час.

Передані дані містять інформацію про імпульси таймера, тобто модуляційний код містить у собі внутрішню синхронізацію.

Інформація про імпульси таймера повинна передаватися по іншій лінії. Це робить систему більш громіздкою, оскільки вимагає додаткової лінії від передавача до приймача. Для далеких відстаней вартість прокладки додаткової лінії може бути істотною.

Приймач може забезпечувати власну синхронізацію за часом незалежно від імпульсів таймера передавача.

Стисла характеристика найбільш поширених кодів наведена нижче:

1. Код NRZ (nonreturn-to-zero, без повернення до нуля) аналогічний "нормальним" цифровим даним. Сигнал максимальний у 1 і мінімальний у 0. Для представлення послідовності одиниць сигнал залишається на високому рівні. Ланцюжок нулів сигналу відображається низьким рівнем. Таким чином, рівень сигналу перетворюється лише при зміні значення даних.

2. Код RZ (return-to-zero, з поверненням до нуля) представляє 0 у виді сигналу низького рівня. Для представлення 1 - рівень сигналу високий протягом половини періоду біта, а потім стає низьким у решті періоду. Для кожної 1 з послідовності даних рівень сигналу спочатку стає високим, а потім низьким протягом періоду біта. Наприклад, для послідовності з трьох одиниць рівень сигналу стає високим для кожної з них, а потім для кожної з них повертається до мінімального значення.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--