RU2428787C1 - Conversion method of binary signal to five-level signal - Google Patents

Conversion method of binary signal to five-level signal Download PDF

Info

Publication number
RU2428787C1
RU2428787C1 RU2010107361/09A RU2010107361A RU2428787C1 RU 2428787 C1 RU2428787 C1 RU 2428787C1 RU 2010107361/09 A RU2010107361/09 A RU 2010107361/09A RU 2010107361 A RU2010107361 A RU 2010107361A RU 2428787 C1 RU2428787 C1 RU 2428787C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bit
signal
line
zero
trigger
Prior art date
Application number
RU2010107361/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Васильевич Антипкин (RU)
Юрий Васильевич Антипкин
Евгений Анатольевич Виноградов (RU)
Евгений Анатольевич Виноградов
Original Assignee
ООО "НИИМоргеофизика-Интерсервис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "НИИМоргеофизика-Интерсервис" filed Critical ООО "НИИМоргеофизика-Интерсервис"
Priority to RU2010107361/09A priority Critical patent/RU2428787C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2428787C1 publication Critical patent/RU2428787C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: conversion method of binary signal to five-level signal consists in the fact that zero in input data is transmitted bit by bit to the line as zero, and when combination 10 or 11 is supplied in input data, the first unit bit is retained in delay trigger and zeroised; delayed bit is supplied to input of toggle trigger, and being addressed with value of output signal of toggle trigger and with the value of the second bit of combination, the delayed bit is supplied to one of four inputs of five-level shaper of output signal which supplies pulses to the line when the unit bit appears at inputs.
EFFECT: increasing carrying capacity of communication channel.
3 dwg

Description

Изобретение относится к технике для промыслово-геофизических исследований скважин, в частности к сейсмоакустическим методам.The invention relates to techniques for field geophysical research of wells, in particular to seismic acoustic methods.

Создание современных модификаций аппаратуры для сейсмоакустических методов исследования скважин сдерживается недостаточной скоростью передачи цифровых данных по каротажному кабелю. Отчасти проблема решается использованием в скважинных приборах цифровых модемов с многоуровневым кодированием, применяемых в HDSL-технологиях для передачи данных по телефонным линиям связи. Но это ограничивает термостойкость скважинной аппаратуры. По мере увеличения глубин исследования необходимость высокой битовой скорости дополняется требованием термостойкости, что ставит вопрос об эффективных и простых формирователях цифрового сигнала для каротажного кабеля.The creation of modern equipment modifications for seismic-acoustic methods for researching wells is constrained by the inadequate speed of digital data transmission via wireline cable. Part of the problem is solved by the use of multilevel coding digital modems in downhole tools used in HDSL technologies for transmitting data over telephone lines. But this limits the thermal stability of the downhole equipment. As the depths of research increase, the need for high bit rate is supplemented by the requirement of heat resistance, which raises the question of efficient and simple digital signal conditioners for wireline logging.

Известен способ формирования балансного пятиуровневого сигнала в линии, реализованный в преобразователе, в котором на основе анализа восьми бит входных данных и величины текущего небаланса в выходном сигнале, по определенным правилам производят замену входных данных балансирующими комбинациями (В.А.Шувалов, авт.св. №651491, опубл. 08.03.79, бюл. №9). Замена производится так, чтобы текущая сумма небаланса выходных данных не выходила за определенные границы, а балансирующая комбинация в приемнике была бы вновь правильно преобразована в исходные данные.A known method of forming a balanced five-level signal in a line, implemented in a converter, in which, based on an analysis of eight bits of input data and the magnitude of the current unbalance in the output signal, according to certain rules, the input data is replaced by balancing combinations (V.A. Shuvalov, ed. St. No. 651491, publ. 08.03.79, bull. No. 9). Replacement is made so that the current amount of imbalance of the output data does not go beyond certain boundaries, and the balancing combination in the receiver is again correctly converted to the original data.

Как видно, в формировании выходного импульса преобразователя участвует большое число бит, что является недостатком, поскольку может привести к размножению ошибок при обратном преобразовании данных.As you can see, a large number of bits are involved in the formation of the output pulse of the converter, which is a drawback, since it can lead to the propagation of errors in the inverse data conversion.

Кроме того, в спектре выходного сигнала преобразователя присутствует явная компонента на тактовой частоте Fт, которая порождается кодовыми комбинациями в канале связи, состоящими из двух-трех импульсов одинаковой полярности, расположенных на соседних тактовых интервалах. Отсюда следует, что для правильного выделения таких кодовых комбинаций на приемной стороне потребуется необоснованно широкая полоса канала связи.In addition, in the spectrum of the output signal of the converter there is an explicit component at the clock frequency FТ, which is generated by code combinations in the communication channel, consisting of two or three pulses of the same polarity located at adjacent clock intervals. It follows that for the correct selection of such code combinations at the receiving side, an unreasonably wide band of the communication channel will be required.

Известны также способ преобразования двоичного сигнала в трехуровневый балансный сигнал (код AMI) и устройство для его осуществления, изложенные в методе передачи цифровых данных, в котором входные нулевые биты передаются в линию как ноль, а единичные биты передаются поочередно как импульсы положительной и отрицательной полярности (R.H.Barker, янв. 25, 1955, патент США 2700696). Практическая схема преобразователя для реализации данного метода содержит счетный триггер, который своими выходами соединен с двумя схемами совпадения (мультиплексором), выходы которого соединены с входами формирователя выходного сигнала, состоящего из двух выходных схем, формирующих положительный и отрицательный импульсы на общей нагрузке (Кэтермоул К.В. Принципы импульсно-кодовой модуляции. Перевод с англ. под ред. В.В.Маркова. М., «Связь», 1974, стр.344, 345).There is also known a method of converting a binary signal into a three-level balanced signal (AMI code) and a device for its implementation, described in the digital data transmission method, in which the input zero bits are transmitted to the line as zero, and the single bits are transmitted alternately as pulses of positive and negative polarity ( RHBarker, Jan. 25, 1955, U.S. Patent No. 2,700,696). The practical converter circuit for implementing this method contains a counting trigger, which is connected with two outputs to the coincidence circuit (multiplexer), the outputs of which are connected to the inputs of the output signal shaper, which consists of two output circuits that form positive and negative pulses at the common load (Catermole K. B. Principles of pulse-code modulation. Translation from English under the editorship of VV Markov. M., “Communication”, 1974, pp. 344, 345).

К достоинствам кода AMI относят простоту реализации кодера и выгодную форму спектра его линейного сигнала, где основная энергия сосредоточена вблизи полутактовой частоты Fт/2. Благодаря этому код AMI широко используется в магистральных системах передачи цифровых данных. Недостаточная синхронизирующая способность кода при длительном нулевом сигнале достаточно просто повышается добавлением дополнительных импульсов в линейный сигнал (коды HDBn). Другой более важный недостаток кода AMI состоит в его невысокой битовой скорости, близкой к величине 2 бит/Гц.The advantages of the AMI code include the simplicity of the encoder and the advantageous shape of the spectrum of its linear signal, where the main energy is concentrated near the half-cycle frequency Ft / 2. Due to this, the AMI code is widely used in backbone digital data transmission systems. The insufficient synchronizing ability of the code with a long zero signal is quite simply increased by adding additional pulses to the linear signal (HDBn codes). Another more important drawback of the AMI code is its low bit rate, close to 2 bits / Hz.

Цель предлагаемого способа преобразования заключается в повышении пропускной способности канала связи.The purpose of the proposed conversion method is to increase the throughput of the communication channel.

Указанная цель достигается тем, что в способе преобразования двоичного сигнала в пятиуровневый сигнал, включающем поочередную смену полярности импульсов в линии, входные данные задерживаются на один битовый интервал в триггере задержки и в зависимости от значения текущего бита и предопределенной полярности направляются на один из четырех входов пятиуровневого формирователя выходного сигнала условно, обозначенных как +1, +2, -1, -2, который при появлении на его входах единичного импульса выдает в линию одноименные импульсы, причем значению ноль текущего бита соответствует единичное значение амплитуды импульса в линии, а значению единица - удвоенное или наоборот, остальные входные нулевые биты передаются в линию как ноль, при этом перевод триггера задержки в единичное состояние на текущем такте обуславливает перевод его в нулевое состояние не позднее момента окончания следующего такта.This goal is achieved by the fact that in the method of converting a binary signal into a five-level signal, including alternating the polarity of the pulses in the line, the input data is delayed by one bit interval in the delay trigger and, depending on the value of the current bit and the predetermined polarity, are sent to one of the four inputs of the five-level of the output signal conditioner, conventionally designated as +1, +2, -1, -2, which, when a single pulse appears at its inputs, gives the same pulse to the line, and the value zero of the current bit corresponds to a single value of the pulse amplitude in the line, and a value of one is doubled or vice versa, the remaining input zero bits are transmitted to the line as zero, while the delay trigger is brought to a single state on the current clock cycle causes it to go to zero no later than the end time next measure.

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства, на фиг.2 - временные диаграммы работы, на фиг.3 - модифицированные временные диаграммы.Figure 1 shows a functional diagram of the device, figure 2 - timing diagrams of operation, figure 3 - modified timing diagrams.

Преобразование двоичного сигнала в пятиуровневый сигнал производится по следующим правилам:Conversion of a binary signal into a five-level signal is performed according to the following rules:

1. Полярность первого импульса в линии устанавливается произвольно, а полярность последующих импульсов в линии поочередно меняется на противоположную. Данное правило считается известным.1. The polarity of the first pulse in the line is set arbitrarily, and the polarity of subsequent pulses in the line is alternately reversed. This rule is considered known.

2. Передаче подлежат дибиты входных данных со значениями 10, 11, причем обнаружение первого единичного бита в указанных дибитах инициирует посылку импульса в линию.2. The data bits must be transmitted with values of 10, 11, and the detection of the first single bit in the specified bits initiates the sending of a pulse to the line.

3. Амплитуда импульса в линии в зависимости от значения 2-го бита принимает два значения, которые соотносятся как 1:2. Нулевому значению второго бита в означенных дибитах может соответствовать малое значение амплитуды импульса в линии, а большему - большая. Остальные входные нулевые биты передаются в линию как ноль3. The amplitude of the pulse in the line, depending on the value of the 2nd bit, takes two values, which are correlated as 1: 2. The zero value of the second bit in the indicated bits can correspond to a small value of the pulse amplitude in the line, and to a larger one, a large one. The remaining input zero bits are transmitted to the line as zero

Напряжение на выходе преобразователя с учетом правила 1 может принимать 5 значений: +1, +2, 0, -1, -2.The voltage at the converter output, taking into account rule 1, can take 5 values: +1, +2, 0, -1, -2.

В одном из вариантов исполнения преобразователь двоичного сигнала в пятиуровневый сигнал содержит схему И 1, триггер задержки 2 счетный триггер 3, мультиплексор 4, формирователь выходного сигнала 5.In one embodiment, the binary signal to five-level signal converter comprises an AND 1 circuit, a delay trigger 2, a counting trigger 3, a multiplexer 4, an output signal shaper 5.

На входы преобразователя поступают тактовые импульсы (фиг.2а) и битовая последовательность (фиг.2б).The inputs of the Converter receive clock pulses (Fig.2A) and a bit sequence (Fig.2B).

Входные данные со значением «единица» могут поступить на D-вход триггера задержки 2 только при положительном (разрешающем для схемы И 1) уровне напряжения на инверсном выходе триггера задержки 2, то есть при нулевом его состоянии. Такое состояние триггера можно назвать исходным. Триггер задержки 2 находится в режиме ожидания до момента появления в потоке входных данных комбинации 10 или 11. В момент фиксации первого (из дибита) единичного бита состояние триггера меняется на противоположное.Input data with the value “one” can go to the D-input of the delay trigger 2 only at a positive (allowing for the circuit AND 1) voltage level at the inverse output of the delay trigger 2, that is, when its state is zero. This state of the trigger can be called the source. Delay trigger 2 is in standby mode until a combination of 10 or 11 appears in the input data stream. At the moment of fixing the first (from a bit) unit bit, the trigger state changes to the opposite.

Перевод триггера задержки 2 в единичное состояние (текущий такт) приводит к закрытию схемы И 1 в начале текущего такта, в результате на входе (D-вход) триггера будет удерживаться нулевой уровень, но его состояние до конца текущего такта останется неизменным (единица). В начале следующего такта вход триггера задержки 2 остается в нулевом состоянии, следовательно, на очередном такте триггер задержки 2 будет переведен в состояние «ноль». С этого момента схема И 1 вновь открывается.Transferring the trigger of delay 2 to a single state (current beat) closes the AND 1 circuit at the beginning of the current beat, as a result, the trigger level will be kept at the zero level (D-input), but its state will remain unchanged until the end of the current beat (unit). At the beginning of the next clock cycle, the input of the delay trigger 2 remains in the zero state, therefore, at the next clock cycle, the delay trigger 2 will be set to the "zero" state. From this moment, the And 1 circuit reopens.

В результате совместной работы схемы И 1 и триггера задержки 2 появление искомой комбинации (10, 11) в потоке входных данных (фиг.2б) сопровождается формированием одиночного импульса на выходе триггера задержки 2 (фиг.2в).As a result of the joint operation of the circuit I 1 and the delay trigger 2, the appearance of the desired combination (10, 11) in the input data stream (Fig.2b) is accompanied by the formation of a single pulse at the output of the delay trigger 2 (Fig.2c).

С выхода триггера задержки 2 импульсы (фиг.2в) поступают на С-вход (вход) счетного триггера 3 и на вход данных (вход) мультиплексора 4. Выходной сигнал счетного триггера 3 (фиг.2г) поступает на старший (второй) адресный вход мультиплексора 4. Младший (первый) адресный вход мультиплексора 4 находится под управлением входных данных (фиг.2б). Под влиянием указанных адресных сигналов данные с входа мультиплексора 4 поступают на один из четырех его выходов. Для определенности положим, что единичное состояние счетного триггера 3 предполагает формирование на выходе преобразователя отрицательного импульса в линии, а нулевое - положительного. Исходя из сказанного, и с учетом правила №3 обозначим выходы мультиплексора 4 величинами: +1, +2, -1, -2, имея в виду то обстоятельство, что появление единичного значения на одном из выходов мультиплексора 4 предполагает посылку в линию одноименного напряжения. В таком случае формирователь выходного сигнала 5 может быть выполнен на четырех ключах с нормально разомкнутыми контактами. При наличии положительного импульса на одном из входов формирователя 5 соответствующий данному входу ключ замыкается и соответствующее данному ключу напряжение питания посылается в линию. В результате в линии формируется импульсный сигнал, изображенный на фиг.2д, содержащий пять уровней напряжений: +1V, +2V, 0, -1V, -2V.From the output of the delay trigger 2 pulses (Fig.2c) are fed to the C-input (input) of the counting trigger 3 and to the data input (input) of the multiplexer 4. The output signal of the counting trigger 3 (Fig.2d) is supplied to the senior (second) address input multiplexer 4. The youngest (first) address input of the multiplexer 4 is under the control of input data (figb). Under the influence of these address signals, the data from the input of the multiplexer 4 is fed to one of its four outputs. For definiteness, we assume that the single state of the counting trigger 3 assumes the formation of a negative pulse in the line at the output of the converter, and a zero - positive. Based on the foregoing, and taking into account rule No. 3, we denote the outputs of multiplexer 4 by the values: +1, +2, -1, -2, bearing in mind the fact that the appearance of a single value at one of the outputs of multiplexer 4 involves sending the same voltage to the line . In this case, the driver of the output signal 5 can be performed on four keys with normally open contacts. In the presence of a positive pulse at one of the inputs of the shaper 5, the key corresponding to this input is closed and the supply voltage corresponding to this key is sent to the line. As a result, a pulse signal is generated in the line, shown in Fig.2d, containing five voltage levels: + 1V, + 2V, 0, -1V, -2V.

В известных пятиуровневых преобразователях интервал (Т) между соседними импульсами в линии (тактовый интервал) обычно кратен удвоенному битовому интервалу входных данных. В предложенном преобразователе интервал между соседними импульсами будет кратен одиночному битовому интервалу, а минимальный тактовый интервал (Тмин) равен удвоенному битовому интервалу. На диаграмме (фиг.2д) интервал Тмин наблюдается между третьим и четвертым импульсами. С учетом этих особенностей стробирование сигнала на приемной стороне необходимо производить на частоте F=2/Тмин, то есть в два раза чаще, чем обычно.In known five-level converters, the interval (T) between adjacent pulses in a line (clock interval) is usually a multiple of twice the bit interval of the input data. In the proposed converter, the interval between adjacent pulses will be a multiple of a single bit interval, and the minimum clock interval (Tmin) is equal to twice the bit interval. On the diagram (fig.2d) the interval Tmin is observed between the third and fourth pulses. Given these features, the gating of the signal on the receiving side must be performed at a frequency of F = 2 / Tmin, that is, twice as often as usual.

На приемной стороне из сигнала (фиг.2д) частоту F можно выделить и сформировать (задержка не показана) сигнал, подобный сигналу, изображенному на фиг.2е. Для декодирования указанного сигнала (фиг.2е) следует импульсу с малой амплитудой поставить в соответствие дибит 1 0, а импульсу с большой амплитудой - дибит 11, как это изображено на фиг.2ж. Сравнение между собой исходного сигнала (фиг.2б) и декодированного сигнала (фиг.2ж) показывает их идентичность.On the receiving side, from the signal (FIG. 2e), the frequency F can be extracted and a signal (delay not shown) generated, similar to the signal shown in FIG. 2e. To decode the indicated signal (Fig. 2e), a pulse with a small amplitude should be matched with a bit of 0 0, and a pulse with a large amplitude should be assigned a bit of 11, as shown in Fig. A comparison between the original signal (fig.2b) and the decoded signal (fig.2zh) shows their identity.

В иных вариантах исполнения преобразователя мультиплексор 4 может быть выполнен на отдельных логических элементах или может быть заменен на соответствующий дешифратор. Формирователь выходного сигнала 5, в свою очередь, может быть выполнен на управляемых источниках тока в виде аналоговой схемы вычитания или на четырех одновибраторах, реагирующих на фронт импульса триггера задержки и выдающих в линию импульс с нужными параметрами. В таком случае длительность выходного импульса одновибратора независимо от длительности импульса триггера задержки 2 может составлять некую долю от удвоенной величины битового интервала. Длительность импульса триггера задержки 2 может быть выбрана в пределах битового интервала.In other embodiments of the converter, the multiplexer 4 can be performed on separate logic elements or can be replaced with a corresponding decoder. The output signal shaper 5, in turn, can be performed on controlled current sources in the form of an analog subtraction circuit or on four single-vibrators that respond to the pulse front of the delay trigger and issue a pulse with the desired parameters to the line. In this case, the duration of the output pulse of the one-shot, regardless of the duration of the pulse of the delay trigger 2, can be a fraction of the doubled value of the bit interval. The duration of the delay trigger pulse 2 can be selected within the bit interval.

Подобные решения позволяют строить разнообразные, например аналоговые, схемы сброса триггера задержки 2 в нулевое состояние.Such solutions allow you to build a variety of, for example analog, circuit reset reset trigger delay 2 to zero.

Для нормальной работы предлагаемого преобразователя важно предотвратить появление ложного фронта в выходном сигнале триггера задержки 2 на границе между текущим и следующим битовыми интервалами. В то же время необходимо создать условия (ограничить длительность импульса «сброс») для проявления в выходном сигнале триггера задержки 2 нужного фронта в момент окончания следующего битового интервала. В рассматриваемом преобразователе «импульс сброс» как таковой отсутствует и правильная работа триггера задержки 2 обеспечивается коммутацией входного сигнала триггера задержки 2 с помощью схемы И 1. Это всего лишь предпочтительный вариант, который не заслуживает особого о себе упоминания в формуле.For the normal operation of the proposed converter, it is important to prevent the appearance of a false edge in the output signal of the delay trigger 2 at the boundary between the current and next bit intervals. At the same time, it is necessary to create conditions (to limit the duration of the “reset” pulse) for the delay edge 2 to appear in the output signal of the trigger trigger at the end of the next bit interval. In the given converter, the “pulse reset” as such is absent and the correct operation of the delay trigger 2 is ensured by switching the input signal of the delay trigger 2 using circuit I 1. This is only the preferred option that does not deserve special mention in the formula.

В рассмотренном преобразователе (фиг.1) на адресных входах мультиплексора допустима частая смена уровней сигналов на границах битовых интервалов. По этой причине единичное состояние триггера задержки не должно сохраняться за пределами текущего такта, чтобы не вызвать ложное появление единичного сигнала на ином выходе мультиплексора. Следовательно, для правильной работы данного преобразователя (фиг.1) перевод триггера задержки из единичного состояния в нулевое состояние необходимо выполнить не позднее момента начала следующего такта.In the considered converter (Fig. 1) at the address inputs of the multiplexer, a frequent change of signal levels at the boundaries of bit intervals is permissible. For this reason, the single state of the delay trigger should not be kept outside the current clock cycle, so as not to cause a false appearance of a single signal at another output of the multiplexer. Therefore, for the correct operation of this converter (Fig. 1), the translation of the delay trigger from a single state to a zero state must be performed no later than the start of the next clock cycle.

Покажем, что это ограничение слишком строгое и есть простые схемные решения, которые допускают более широкое толкование условий реализации предлагаемого способа.We show that this restriction is too strict and there are simple circuit solutions that allow a wider interpretation of the conditions for the implementation of the proposed method.

Пусть на входы подобного преобразователя поступают прежние данные: тактовые импульсы (фиг.3а) и битовая последовательность (фиг.3б). Сигнал триггера задержки (фиг.3в) получают любым указанным ранее образом из входных данных (фиг.3б). Сигнал, изображенный на фиг.3г, получают из сигнала (фиг.3в) путем задержки его на 0,5 битового интервала. Значение текущего бита во входных данных отображает сигнал (фиг.3д). Его получают в результате чтения входных битов (фиг.3б) в моменты времени, соответствующие фронтам сигнала (фиг.3г). Поочередная смена полярности выходного сигнала преобразователя выполняется с помощью сигнала (фиг.3е). Сигнал (фиг.3е) есть, как и ранее результат деления на два сигнала (фиг.3г) с помощью счетного триггера. Если сигнал (фиг.3д) и сигнал (фиг.3е) подать на адресные входы мультиплексора 4, а на вход данных мультиплексора сигнал, изображенный на (фиг.3г), на выходе формирователя 5 сформируется известный ранее линейный сигнал, (фиг.3ж).Let the previous data arrive at the inputs of such a converter: clock pulses (figa) and a bit sequence (fig.3b). The delay trigger signal (FIG. 3c) is obtained in any manner previously indicated from the input data (FIG. 3b). The signal depicted in FIG. 3g is obtained from the signal (FIG. 3c) by delaying it by a 0.5 bit interval. The value of the current bit in the input data displays the signal (fig.3d). It is obtained by reading the input bits (Fig.3b) at time points corresponding to the edges of the signal (Fig.3g). Alternately changing the polarity of the output signal of the Converter is performed using the signal (Fig.3E). The signal (Fig.3e) is, as before, the result of dividing into two signals (Fig.3g) using a counting trigger. If the signal (Fig. 3d) and the signal (Fig. 3f) are fed to the address inputs of the multiplexer 4, and the signal shown in (Fig. 3d) is input to the multiplexer data input, the previously known linear signal will be generated at the output of the shaper 5 (Fig. 3g) )

Данный пример (фиг.3) показывает, что небольшое изменение схемы преобразователя (фиг.1) - оно свелось к добавлению двух D-триггеров - не меняет сущности его работы, но позволяет почти в два раза увеличить длительность единичного состояния триггера задержки (фиг.3в). На примере одного импульса подобная ситуация показана штрих-пунктирной линией на диаграммах (фиг.3в), (фиг.3г), (фиг.3ж).This example (Fig. 3) shows that a small change in the converter circuit (Fig. 1) - it boiled down to adding two D-flip-flops - does not change the essence of its operation, but it allows almost double the duration of a single state of the delay trigger (Fig. 3c). On the example of one pulse, a similar situation is shown by a dashed line in the diagrams (Fig.3c), (Fig.3d), (Fig.3g).

Отсюда следует более широкое толкование условий реализации предлагаемого способа: «перевод триггера задержки из единичного состояние в нулевое состояние необходимо выполнить не позднее момента окончания следующего такта».This implies a broader interpretation of the conditions for the implementation of the proposed method: "the translation of the delay trigger from a single state to a zero state must be performed no later than the end of the next clock cycle."

По своему виду выходной сигнал преобразователя близок к сигналу в коде AMI и во многом сохраняет его положительные качества: высокую синронизирующую способность, компактный спектр, из чего следует умеренная требовательность к качеству коррекции канала, простота схемной реализации. Полярность импульсов в линии меняется поочередно, что является важным преимуществом по сравнению с известными пятиуровневыми преобразователями, где на соседних позициях сигнала в линии допускается наличие импульсов с одинаковой полярностью. Такие нежелательные комбинации импульсов расширяют спектр сигнала в области нижних и верхних частот. Это затрудняет его коррекцию в приемнике. Как показывает практика, уверенный прием данных в таких условиях, помимо трудностей с коррекцией, обеспечивается ценой расширения полосы канала на 25% в сторону верхних частот.In its appearance, the output signal of the converter is close to the signal in the AMI code and in many respects preserves its positive qualities: high synchronizing ability, compact spectrum, which implies moderate demand for channel correction quality, simplicity of circuit implementation. The polarity of the pulses in the line changes alternately, which is an important advantage compared to the known five-level converters, where pulses with the same polarity are allowed at adjacent positions of the signal in the line. Such unwanted pulse combinations expand the spectrum of the signal in the low and high frequencies. This makes it difficult to correct it in the receiver. As practice shows, reliable data reception in such conditions, in addition to difficulties with correction, is ensured by the price of expanding the channel band by 25% towards higher frequencies.

Сигнал на выходе предлагаемого преобразователя почти балансный. Максимальный уровень небаланса возникает при повторении на входе комбинации 1110. Это не вызывает сбоев на приеме, но может снизить длину линии связи. При сейсмоакустических методах исследования скважин сигналы с датчиков подобны речевому сигналу с нулевым средним. В этих условиях небаланс сигнала в линии минимален, качество приема не снижается и скремблирование входных данных не требуется.The signal at the output of the proposed converter is almost balanced. The maximum level of unbalance occurs when repeating the input combination 1110. This does not cause reception failures, but can reduce the length of the communication line. With seismic-acoustic methods for exploring wells, the signals from the sensors are similar to a zero-mean speech signal. Under these conditions, the signal imbalance in the line is minimal, the reception quality does not decrease, and scrambling of the input data is not required.

Поочередная смена полярности импульсов в линейном сигнале предполагает его хорошую синхронизирующую способность при высокой плотности единиц на входе преобразователя. Но длинный ноль на входе ведет к сбою синхронизации. Как и в коде AMI, данный недостаток устраняется добавлением в выходной сигнал преобразователя дополнительных импульсов, нарушающих правило чередования полярностей импульсов на выходе, подобно тому, как это обычно делается в кодах с «высокой плотностью единиц».Alternate change in the polarity of the pulses in a linear signal suggests its good synchronizing ability with a high density of units at the input of the converter. But a long zero at the input leads to a synchronization failure. As in the AMI code, this drawback is eliminated by adding additional pulses to the converter output signal that violate the rule of alternating pulse polarity at the output, similar to what is usually done in codes with a “high unit density”.

При испытаниях преобразователя на трехжильном каротажном кабеле длиной 5,3 км скорость передачи данных составила 800Кбод. То есть примерно в два раза выше, чем в коде HDB3. В обоих случаях для восстановления сигнала применялся аналоговый корректор.When testing the converter on a three-wire log cable with a length of 5.3 km, the data transfer rate was 800K baud. That is approximately two times higher than in the HDB3 code. In both cases, an analog corrector was used to restore the signal.

Схема пятиуровневого преобразователя достаточно проста. Поэтому его термостойкость в сравнении с кодером HDB3 осталась на прежнем уровне. Она превышает 150°С и как прежде ограничивается термостойкостью выходного формирователя.The five-level converter circuit is quite simple. Therefore, its thermal stability in comparison with the HDB3 encoder has remained unchanged. It exceeds 150 ° C and, as before, is limited by the heat resistance of the output shaper.

Claims (1)

Способ преобразования двоичного сигнала в пятиуровневый сигнал, в котором ноль во входных данных побитно передают в линию как ноль, включающий поочередную смену полярности импульсов в линии с помощью выходного сигнала счетного триггера, адресующего биты на тот или иной вход формирователя выходного сигнала, отличающийся тем, что при поступлении во входных данных комбинации 10 или 11 задерживают первый единичный бит в триггере задержки и обнуляют его не позднее момента окончания следующего такта, задержанный бит подают на вход счетного триггера и, адресуясь значением выходного сигнала счетного триггера и значением второго бита комбинации, направляют задержанный бит на один из четырех входов пятиуровневого формирователя выходного сигнала, который при появлении на входах единичного бита выдает в линию импульсы, причем значению ноль второго бита комбинации соответствует единичное значение амплитуды импульса в линии, а значению единица - удвоенное, или наоборот. A method of converting a binary signal into a five-level signal, in which zero in the input data is bit-wise transmitted to the line as zero, which alternately changes the polarity of the pulses in the line using the output signal of the counting trigger, addressing the bits to one or another input of the output signal shaper, characterized in that when entering the input data, combinations 10 or 11 delay the first single bit in the delay trigger and reset it no later than the end of the next clock cycle, the delayed bit is fed to the input of the counting three and addressing the value of the output signal of the counting trigger and the value of the second bit of the combination, send the delayed bit to one of the four inputs of the five-level output driver, which, when a single bit appears at the inputs, sends pulses to the line, and a value of zero of the second bit of the combination corresponds to a single amplitude value pulse in the line, and the value of one is doubled, or vice versa.
RU2010107361/09A 2010-02-25 2010-02-25 Conversion method of binary signal to five-level signal RU2428787C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010107361/09A RU2428787C1 (en) 2010-02-25 2010-02-25 Conversion method of binary signal to five-level signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010107361/09A RU2428787C1 (en) 2010-02-25 2010-02-25 Conversion method of binary signal to five-level signal

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008115160/09A Previously-Filed-Application RU2008115160A (en) 2008-04-17 2008-04-17 METHOD FOR CONVERTING A BINARY SIGNAL TO A FIVE LEVEL SIGNAL AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2428787C1 true RU2428787C1 (en) 2011-09-10

Family

ID=44757757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010107361/09A RU2428787C1 (en) 2010-02-25 2010-02-25 Conversion method of binary signal to five-level signal

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2428787C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10374846B2 (en) Clock-embedded vector signaling codes
US20060126751A1 (en) Technique for disparity bounding coding in a multi-level signaling system
US4881059A (en) Manchester code receiver
JP5125550B2 (en) Communications system
CA1119305A (en) Error correction for signals employing the modified duobinary code
CN107919873A (en) Receiving circuit and semiconductor integrated circuit
CN108063661A (en) Sample circuit and receiving circuit based on Manchester's code
KR20030036883A (en) Digital data transmitter, transmission line encoding method, and decoding method
GB1489177A (en) Digital data signalling systems and apparatus therefor
CN103297370A (en) Extension of ethernet phy to channels with bridged tap wires
RU2428787C1 (en) Conversion method of binary signal to five-level signal
JP2005210695A (en) Data transmission method and data transmission circuit
Svetlov et al. Synchronization techniques for the information channel with codec based on code signal feature
US5742135A (en) System for maintaining polarity synchronization during AMI data transfer
US4782484A (en) Encoding and decoding signals for transmission over a multi-access medium
Kulkarni et al. Digital signal transmission using a multilevel RZ coding technique
KR101122242B1 (en) decoder for Manchester Coded Signal
KR20010010001A (en) Data Recovery Apparatus for 4-Level Digital Signal
US6889272B1 (en) Parallel data bus with bit position encoded on the clock wire
RU2435310C2 (en) Method to send additional information and device for its realisation
RU2214044C1 (en) Data coding/decoding device
KR0166889B1 (en) Signal detector of partial response class-iv
Chen et al. DC-balance low-jitter transmission code for 4-PAM signaling
JP2012023638A (en) Digital communication system and receiving device used therefor
JP5428387B2 (en) Data transmission method and system, and data reception method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120226