Ș.l. dr. ing. lucian-florentin bărbulesculuci/cd/curs_3.pdf · non-return to zero – inverted...
Post on 26-Apr-2019
216 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Date: entități care au semnificație în cadrul unui sistem de calcul
Semnale: impulsurile electrice sau electromagnetice folosite pentru codificarea și transmiterea datelor.
Caracteristici ◦ Ambele există fie în formă analogică, fie în forma
digitală
2
Reprezentate sub forma unor unde continue
Pot avea un număr infinit de valori între un minim și un maxim.
3
Cel mai important neajuns: Zgomotul ◦ Energia electrică sau electromagnetică nedorită care degradează
calitatea semnalelor și a datelor.
◦ Se regăsește în orice tip de sistem de date sau de transmisie
◦ Efectele variază de la un ușor șuierat în fundal la o pierdere completă a datelor sau a semnalului
◦ Este de asemenea analog – extrem de dificil de separat zgomotul de unda care reprezintă datele
4
Compuse dintr-un set discret (sau fix) de valori ◦ Date digitale – valori binare (0 sau 1)
◦ Semnale digitale – mai complexe
Forma cea mai simpla este “semnalul dreptunghiular”
5
Toate semnalele au trei caracteristici: ◦ Amplitudine
◦ Frecvență
◦ Fază
Amplitudine: înălțimea undei deasupra (sau dedesubtul) unui nivel de referință
7
Frecvența: de câte ori un semnal repetă un ciclu în unitatea de timp ◦ Măsurată in Hertz (Hz)
◦ Perioada: Durata unui ciclu (1 / frecvență)
8
Semnalele sunt de obicei formate din mai multe frecvențe ◦ Spectrul de frecvență: Intervalul de frecvențe din cadrul unui semnal
Ex.: Spectrul de frecvențe aș unei linii telefonice simple trebuie să fie între 300Hz și 3400Hz
◦ Lățimea de bandă: valoarea absolută a diferenței între cea mai mică
și cea mai mare frecvență Ex.: Lățimea de bandă a unei linii telefonice simple este 3100Hz (3400 –
300)
◦ Lățimea de bandă efectivă: Lățimea de bandă în realitate
Mai mică decât lățimea de bandă teoretică
Valoarea este influențată de interferențe și zgomot.
9
Patru conversii posibile de la date la semnale
◦ Date analogice la Semnale analogice
◦ Date digitale la Semnale digitale
◦ Date digitale la Semnale analogice (discrete)
◦ Date analogice la Semnale digitale
11
O undă analogică este convertită la o altă undă analogică.
Operația se numește modulare ◦ Procesul prin care datele sunt transmise cu ajutorul unui
semnal prin modificarea amplitudinii (AM), frecvenței (FM) sau fazei (PM) acestuia
12
Datele digitale sunt convertite la un semnal ce permite un set limitat de valori
Operația se numește codificare digitală
Mai multe mecanisme: ◦ NRZ-L
◦ NRZ-I
◦ Manchester
◦ Differential Manchester
◦ Bipolar-AMI (alternate mark inversion)
◦ 4B/5B
14
Non-Return to Zero ◦ Non-Return to Zero – Level (NRZ-L)
1 -> zero volți
0 -> valoare pozitivă a voltajului
◦ Non-Return to Zero – Inverted (NRZ-I)
1 -> schimbare a voltajului
0 -> păstrare a voltajului
15
Non-Return to Zero ◦ Avantaje: ușor de implementat, baud-rate egal cu bit-rate
Baud rate: numărul de variații a unui semnal într-o secundă.
Bit rate: numărul de biți trimiși într-o secundă.
◦ Dezavantaje: nu apar tranziții ale semnalului pentru șiruri lungi de 0 sau 1 (numai pentru NRZ-L) – probleme la sincronizarea receptorului
16
Manchester ◦ Manchester
1 -> tranziție de jos în sus
0 -> tranziție de sus în jos
◦ Differential Manchester
1 -> O tranziție: la mijlocul intervalului
0 -> Două tranziții: una la început, una la mijlocul intervalului
17
Manchester ◦ Avantaje: tranziții garantate pentru fiecare bit
◦ Dezavantaje: baud-rate mare Cu Manchester – baud-rate = 2 * bit-rate
Ex.: pentru 5 biți 0 bit-rate este 5 iar baud-rate este 10
18
Bipolar-AMI (alternate mark inversion) ◦ 0 -> zero volți
◦ 1 -> fie voltaj pozitiv, fie voltaj negativ, în funcție de precedentul bit 1
◦ Avantaje: suma voltajelor tinde spre 0- util în cazul unor scheme electronice
◦ Dezavantaje: fără tranziții ale semnalului pentru șiruri lungi de 0
19
4B/5B ◦ 4 biți sunt codificați în 5 biți și trimiși folosind NRZ-I
◦ Cei 5 biți nu conțin niciodată mai mult de doi biți 0 consecutivi
20
4B/5B ◦ Avantaje: tranziția semnalului după cel mult 3 biți
◦ Dezavantaje: 20% mai multe date de trimis
21
Datele digitale sunt convertite la o undă analogică
Se folosește un modulator
Semnalul analogic va avea numai un număr discret de valori
Trei tehnici simple (plus altele complexe) ◦ Amplitude Shift Keying ◦ Frequency Shift Keying ◦ Phase Shift Keying
22
Amplitude Shift Keying ◦ 1 și 0 sunt reprezentate prin două valori ale amplitudinii
◦ Mai mult de două valori pot fi folosite
23
Amplitude Shift Keying
◦ Avantaje: cea mai simplă foră de modulare
◦ Dezavantaje:
sensibil la impulsuri bruște de zgomot
nu foarte eficient – puține valori ale amplitudinii pot fi folosite
nu este folosit pentru rate de transfer mari
24
Frequency Shift Keying
◦ Avantaje : rezistent la impulsuri bruște de zgomot
◦ Dezavantaje:
sensibil la distorsiuni inter-modulație (frecvențele a două sau mai multe semnale se amestecă și creează noi frecvențe)
nu este folosit pentru rate de transfer mari
26
O undă analogică este convertită la un semnal ce are un număr discret de valori
Echipamentul folosit se numește codec
Diferite tehnici de codificare: ◦ Pulse Code Modulation (PCM)
◦ Delta Modulation
30
Pulse Code Modulation ◦ Valoarea analogică este convertită la anumite momente
de timp (rata de eșantionare) la nivelul cel mai apropiat
◦ Se fac aproximări (eroare de cuantizare)
31
Pulse Code Modulation ◦ Reconstruirea corecta a semnalului inițial depinde de
rata de eșantionare și de erorile de cuantizare
32
Pulse Code Modulation ◦ Rezultate mai bune se obțin dacă rata de eșantionare
este mai mare si se folosesc mai multe niveluri.
33
top related