DIY seriyali kodlash konvertorlari: 15 qadam

2025 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2025-01-23 15:14

Ko'pgina sanoat dasturlarida ketma -ket ma'lumotlar almashinuvi tez -tez uchrab turadi va har qanday ketma -ket ma'lumotlarni uzatish interfeysini loyihalash uchun bir qancha yondashuvlar mavjud. UART, I2C yoki SPI standart protokollaridan birini ishlatish qulay. Bundan tashqari, CAN, LIN, Mil-1553, Ethernet yoki MIPI kabi maxsus dasturlar uchun boshqa bir qancha protokollar mavjud. Ketma -ket ma'lumotlarni qayta ishlashning yana bir varianti - moslashtirilgan protokollardan foydalanish. Bu protokollar odatda chiziq kodlariga asoslangan. NRZ, Manchester kodi, AMI va boshqalarni kodlashning eng keng tarqalgan turlari [Manchester va NRZ-kodli signallarning konfiguratsiya qilinadigan protokoli, Teledyne Lecroy Whitepape].

Ixtisoslashtirilgan ketma -ket protokollarga misollar: binoni yoritishni boshqarish uchun DALI va avtomobil ilovalarida datchiklarni kontrollerlarga ulash uchun ishlatiladigan PSI5. Bu ikkala misol ham Manchester kodlashiga asoslangan. Xuddi shunday, SENT protokoli avtomobil sensorlar-to-kontroller aloqalari uchun ishlatiladi va odatda avtomobil ilovalaridagi mikrokontrollerlar va boshqa qurilmalar o'rtasidagi aloqani yoqish uchun ishlatiladigan CAN avtobusi NRZ kodlashiga asoslangan. Bundan tashqari, Manchester va NRZ sxemalari yordamida boshqa ko'plab murakkab va maxsus protokollar ishlab chiqilgan va ishlab chiqilmoqda.

Har bir chiziq kodining o'ziga xos xususiyatlari bor. Ikkilik signalni kabel bo'ylab uzatish jarayonida, masalan, AMI kodi [Petrova, Pesha D. va Boyan D. Karapenev yordamida sezilarli darajada yumshatilishi mumkin bo'lgan buzilish paydo bo'lishi mumkin. "Ikkilik kodli konvertorlarning sintezi va simulyatsiyasi." Zamonaviy sun'iy yo'ldosh, kabel va radioeshittirish xizmatidagi telekommunikatsiyalar, 2003. TELSIKS 2003. 6 -Xalqaro konferentsiya. Jild 2. IEEE, 2003]. Bundan tashqari, AMI signalining tarmoqli kengligi ekvivalent RZ formatidan past. Xuddi shunday, Manchester kodida NRZ kodiga xos bo'lgan ba'zi kamchiliklar yo'q. Masalan, ketma-ket chiziqda Manchester kodidan foydalanish DC komponentlarini olib tashlaydi, soatni tiklaydi va shovqin immunitetining nisbatan yuqori darajasini ta'minlaydi [Hd-6409 Renesas ma'lumotlar jadvali].

Shunday qilib, standart kodlarni konvertatsiya qilishning foydasi aniq. To'g'ridan -to'g'ri yoki bilvosita chiziqli kodlar qo'llaniladigan ko'pgina dasturlarda ikkilik kodni o'zgartirish zarur.

Ushbu yo'riqnomada biz SLG46537 CMIC-ning arzon Dialogi yordamida bir nechta chiziqli kodlash konvertorlarini qanday amalga oshirishni ko'rsatamiz.

Quyida GreenPAK chipining ketma -ket chiziqli kodlash konvertorlarini yaratish uchun qanday dasturlashtirilganligini tushunish uchun zarur bo'lgan qadamlarni tasvirlab berdik. Ammo, agar siz dasturlash natijasini olishni xohlasangiz, GreenPAK dasturini yuklab oling va tugallangan GreenPAK dizayn faylini ko'ring. GreenPAK Development Kit -ni kompyuteringizga ulang va ketma -ket kodli konvertorlar uchun maxsus IC yaratish uchun dasturni bosing.

1 -qadam: konvertatsiya dizaynlari

Quyidagi chiziqli kod konvertorlarining dizayni ushbu yo'riqnomada keltirilgan:

● NRZ (L) dan RZgacha

NRZ (L) dan RZ ga o'tkazish oddiy va uni bitta AND darvozasi yordamida amalga oshirish mumkin. 1 -rasmda ushbu konvertatsiya dizayni ko'rsatilgan.

● NRZ (L) dan RB gacha

NRZ (L) ni RB ga aylantirish uchun biz uchta mantiq darajasiga erishishimiz kerak (-1, 0, +1). Shu maqsadda biz 5 V, 0 V va -5 V dan bipolyar o'tishni ta'minlash uchun 4066 (to'rt tomonlama ikki tomonlama analog kalit) dan foydalanamiz. Raqamli mantiq 4066 yoqilgan kirishni tanlash orqali uchta mantiq sathining o'tishini nazorat qilish uchun ishlatiladi. 1E, 2E va 3E [Petrova, Pesha D. va Boyan D. Karapenev. "Ikkilik kodli konvertorlarning sintezi va simulyatsiyasi." Zamonaviy sun'iy yo'ldosh, kabel va radioeshittirish xizmatidagi telekommunikatsiyalar, 2003. TELSIKS 2003. 6 -Xalqaro konferentsiya. Jild 2. IEEE, 2003].

Mantiqiy nazorat quyidagicha amalga oshiriladi:

Q1 = Signal & Clk

Q2 = Clk '

Q3 = Clk va Signal '

Umumiy konvertatsiya sxemasi 2 -rasmda ko'rsatilgan.

● NRZ (L) dan AMIgacha

NRZ (L) dan AMI konvertatsiyasida ham 4066 IC ishlatiladi, chunki AMI kodi 3 ta mantiq darajasiga ega. Mantiqiy boshqaruv sxemasi 3 -rasmda ko'rsatilgan umumiy konvertatsiya sxemasiga mos keladigan 1 -jadvalda umumlashtiriladi.

Mantiqiy sxemani quyidagicha yozish mumkin:

Q1 = (Signal & Clk) va Q

Q2 = [Signal & Clk] '

Q3 = (Signal & Clk) & Q '

Bu erda Q-quyidagi o'tish davri bilan D-Flip flopining chiqishi:

Qnext = Signal & Qprev ' + Signal' & Qprev

● AMI dan RZ gacha

AMI -dan RZ -ga o'tish uchun kirish signalini ijobiy va salbiy qismlarga bo'lish uchun ikkita diod ishlatiladi. Signalning ajratilgan manfiy qismini teskari aylantirish uchun teskari op-amp (yoki tranzistorga asoslangan mantiq sxemasi) ishlatilishi mumkin. Nihoyat, bu teskari signal 4 -rasmda ko'rsatilgandek RZ formatida kerakli chiqish signalini olish uchun ijobiy signal bilan birga OR eshigiga o'tkaziladi.

● NRZ (L)-bo'linish bosqichi Manchester

NRZ (L) dan ajratilgan fazali Manchesterga o'tkazish 5-rasmda ko'rsatilgandek oson. Kirish signali soat signallari bilan birgalikda NXOR darvozasiga uzatiladi va chiqish signalini oladi (G. E. Tomas konventsiyasiga muvofiq). Manchester kodini olish uchun XOR darvozasidan ham foydalanish mumkin (IEEE 802.3 konventsiyasiga muvofiq) [https://en.wikipedia.org/wiki/Manchester_code].

● Split-fazali Manchester-Split-fazali Mark kodi

Split-fazali Manchesterdan Split-fazali Mark kodiga o'tish 6-rasmda ko'rsatilgan. Kirish va soat signali AND-darvozasi orqali D-flip flopini soatiga o'tkaziladi.

D-flip quyidagi tenglama bilan boshqariladi:

Qnext = Q '

Chiqish signali quyidagicha olinadi:

Chiqish = Clk & Q + Clk 'Q'

● Ko'proq kodli konvertatsiya

Yuqoridagi konversiyalarni ishlatib, ko'proq chiziqli kodlar uchun dizaynlarni osongina olish mumkin. Masalan, NRZ (L) dan Manchesterning ikki fazali kodini va "Manchester kodini" ikki fazali belgisini "Split-fazali" belgisiga aylantirishni NRZ (L) dan "Split-fazali Mark" kodini to'g'ridan-to'g'ri olish uchun birlashtirish mumkin.

2 -qadam: GreenPAK dizaynlari

Yuqorida ko'rsatilgan konvertatsiya sxemalarini GreenPAK ™ dizaynerida, ba'zi tashqi yordamchi komponentlar bilan osonlik bilan amalga oshirish mumkin. SLG46537 ushbu dizaynlarni amalga oshirish uchun katta resurslarni taqdim etadi. GreenPAK konvertatsiya qilish dizaynlari avvalgi tartibda taqdim etilgan.

3 -qadam: GreenPAKda NRZ (L) dan RZgacha

7 -rasmdagi NRZ (L) dan RZ uchun GreenPAK dizayni 1 -bosqichda ko'rsatilganiga o'xshaydi, faqat bitta DLY bloki qo'shilgan. Bu blok ixtiyoriy, lekin soat va kirish signallari orasidagi sinxronizatsiya xatolarini o'chirishni ta'minlaydi.

4 -qadam: GreenPAK -da NRZ (L) dan RBgacha

NRZ (L) dan RB ga GreenPAK dizayni 8 -rasmda ko'rsatilgan. Rasmda 1 -qadamda berilgan mo'ljallangan dizaynga erishish uchun CMICdagi mantiqiy komponentlarni qanday ulash mumkinligi ko'rsatilgan.

5 -qadam: GreenPAK -da AMI -ga NRZ (L)

9 -rasmda GreenPAK CMIC ni NRZ (L) dan AMI ga o'tkazish uchun qanday sozlash kerakligi ko'rsatilgan. Ushbu sxema 1 -bosqichda berilgan yordamchi tashqi komponentlar bilan birgalikda kerakli konversiya uchun ishlatilishi mumkin

6 -qadam: GreenPAK -dan AMI -ga AMI

10 -rasmda AMI -dan RZ -ga o'tish uchun GreenPAK dizayni ko'rsatilgan. GreenPAK CMIC op-amp va diodlar bilan bir xilda tuzilgan bo'lib, kerakli chiqimlarni olish uchun ishlatilishi mumkin.

7-qadam: NRZ (L) GreenPAKda bo'linadigan Manchesterga

11-rasmda GreenPAK dizaynida NXZ darvozasi Manchesterning NRZ (L) dan Split fazali konvertatsiyasini olish uchun ishlatiladi.

8-qadam: Split-fazali Manchester GreenPAK-da bo'linadigan fazali belgilar kodidan

12-rasmda Manchesterni Split-fazali Mark kodi uchun GreenPAK dizayni berilgan. Konvertatsiya dizayni tugallangan va konversiya jarayoni uchun hech qanday tashqi komponent kerak emas. DLY bloklari kirish va soat signallari o'rtasida sinxronizatsiya xatolaridan kelib chiqadigan nosozliklarni bartaraf etish uchun ixtiyoriydir.

9 -qadam: Eksperimental natijalar

Taqdim etilgan barcha dizaynlar tekshirish uchun sinovdan o'tkazildi. Natijalar avvalgi tartibda beriladi.

10 -qadam: NRZ (L) dan RZgacha

NRZ (L) dan RZ ga o'tkazish bo'yicha tajriba natijalari 13 -rasmda ko'rsatilgan. NRZ (L) sariq, RZ ko'k rangda ko'rsatilgan.

11 -qadam: NRZ (L) - RB

NRZ (L) ni RB ga o'tkazish bo'yicha tajriba natijalari 14 -rasmda berilgan. NRZ (L) qizil, RB ko'k rangda ko'rsatilgan.

12 -qadam: NRZ (L) dan AMIgacha

15 -rasmda NRZ (L) dan AMIga o'tkazish bo'yicha eksperimental natijalar ko'rsatilgan. NRZ (L) qizil, AMI esa sariq rangda ko'rsatilgan.

13 -qadam: AMIdan RZgacha

16 -rasmda AMI -dan RZ -ga o'tkazish bo'yicha eksperimental natijalar ko'rsatilgan. AMI sariq va ko'k rangda ko'rsatilgan ijobiy va salbiy qismlarga bo'linadi. O'tkazilgan chiqish RZ signali qizil rangda ko'rsatilgan.

14-qadam: NRZ (L) ajratilgan fazali Manchesterga

Shakl 17da NRZ (L) ning Manchesterga bo'lingan fazali konvertatsiyasi bo'yicha eksperimental natijalar ko'rsatilgan. NRZ (L) signali sariq rangda, ayirilgan chiqishning bo'linish fazali Manchester signali ko'k rangda ko'rsatilgan.

15-qadam: Split-fazali Manchester-Split-fazali Mark kodi

18-rasmda Split-fazali Manchesterdan Split-fazali Mark kodiga o'tish ko'rsatilgan. Manchester kodi sariq rangda, Mark kodi ko'k rangda ko'rsatilgan.

Xulosa

Chiziq kodlari turli sohalarda keng qo'llaniladigan ketma -ket aloqa protokollarining asosini tashkil qiladi. Chiziq kodlarini ko'p ilovalarda oson va arzon narxda aylantirish. Ushbu yo'riqnomada Dialog SLG46537 yordamida bir nechta chiziqli kodlarni konvertatsiya qilish uchun ba'zi qo'shimcha tashqi komponentlar berilgan. Taqdim etilgan dizaynlar tasdiqlangan va chiziq kodlarini konvertatsiya qilish Dialog CMIC -lari yordamida osonlik bilan amalga oshirilishi mumkin degan xulosaga kelishdi.