GIáo trình truyền dữ liêu part 9

Chia sẻ: AJFGASKJHF SJHDB | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

99
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các ứng dụng gửi các dòng gồm các byte 8-bit tới TCP để chuyển qua mạng. TCP phân chia dòng byte này thành các đoạn (segment) có kích thước thích hợp (thường được quyết định dựa theo kích thước của đơn vị truyền dẫn tối đa (MTU) của tầng liên kết dữ liệu của mạng mà máy tính đang nằm trong đó). Sau đó, TCP chuyển các gói tin thu được tới giao thức IP để gửi nó qua một liên mạng tới mô đun TCP tại máy tính đích. TCP kiểm tra để đảm bảo không có gói tin...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: GIáo trình truyền dữ liêu part 9

CHƯƠNG 9 TRUY N TÍN HI U TƯƠNG T B NG SÓNG MANG S . N i dung : 9.1 H TH NG TRUY N S . 9.2 ðI U MÃ XUNG . 9.3 ðI U CH VI PHÂN VÀ DELTA . 9.4 2914 COMBO CHIP . ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9.1 H TH NG TRUY N S : H th ng truy n s có th truy n tín hi u có ngu n g c là tín hi u s ho c tương t sau khi ñã ñư c s hóa. - Tín hi u tương t (ti ng nói) sau khi ñư c l y m u b ng phương pháp PAM có th ñư c ñưa lên ñư ng truy n ñ phát ñi, nhưng m t h th ng truy n tín hi u xung như v y chưa ph i là h th ng truy n s vì tín hi u ngã ra thi t b phát là nh ng xung có biên ñ khác nhau. Ð truy n ñư c trên h th ng truy n s , các xung PAM này ph i ñư c s hóa trư c khi ñư c ñưa ra ñư ng truy n. - Ðư ng dây cáp truy n tr c ti p các mã nh phân c a h th ng Bell có tên là T- carriers. - Riêng tín hi u s t các DTE mu n truy n trên T-carriers ph i qua Modem ñ bi n thành tín hi u tương t n m trong d i t n âm thanh r i l i ñư c s hóa (dĩ nhiên có d ng khác v i trư c). - Trong trư ng h p mu n truy n các tín hi u s nói trên v i kho ng cách xa, ngư i ta có th th c hi n ña h p nhi u kênh r i dùng phương pháp PSK ñ ñi u ch sóng mang siêu cao t n ñ ñưa lên ñư ng truy n vi ba. (H 9.1) là sơ ñ m t h th ng truy n s như mô t trên Ði u ch Gi i ñc (vi ba) PSK PSK  | ↓ T-carriers Modem → → → → DTE → Modem Bi n ñ i Bi n ñ i D (t.t.) ADC (s ) DAC (t.t.) → → Ði n tho i Ði n tho i H th ng phát H th ng thu
(H 9.1) 9.2 ÐI U MÃ XUNG (PULSE CODE MODULATION, PCM) : PCM là m t phương pháp bi n ñ i tín hi u tương t sang tín hi u s th nh hành nh t. Tín hi u tương t ñư c gi và l y m u t i các th i ñi m xác ñ nh (ñi u ch PAM) trư c khi ñưa vào m ch bi n ñ i tương t - s (ADC) ñ bi n ñ i sang m t s nh phân có giá tr tương ng v i biên ñ c a tín hi u tương t t i th i ñi m l y m u. Trư c nh t c n nh c l i m t s tính ch t c a PAM: - T n s xung l y m u fs ít nh t ph i b ng hai l n t n s cao nh t c a tín hi u tương t fm. Ðây là ñi u ki n c n thi t ñ có th ph c h i tín hi u tương t m t cách chính xác máy thu. (H 9.2b) cho th y trư ng h p fs≤ 2fm ñưa ñ n s bi n d ng tín hi u tương t , tín hi u ñư c tái t o không có d ng c a tín hi u ngu n n a. Ðây là bi n d ng aliasing. - Băng thông nh nh t c a kênh truy n PAM x p xĩ t n s fs nên: BW ≈2fm. (a) (H 9.2) (b) 9.2.1 Tín hi u PCM. 9.2.2 Băng thông c a kênh truy n PCM. 9.2.3 Sai s lư ng t . 9.2.4 T s tín hi u nhi u. 9.2.5 S nén - giãn . 9.2.6 L ât µ-255 trong th c t . 9.2.1 Tín hi u PCM : (H 9.3) cho th y v trí m ch bi n ñ i ADC (mã hóa PCM) và DAC (gi i mã PCM) trong h th ng truy n s .
(H 9.3) (H 9.4) là m t ví d v d ng sóng c a tín hi u s dùng s nh phân 5 bít ñ mã hóa m t tín hi u tương t .
(H 9.4) Trong (H 9.4) tín hi u tương t ngã vào bi n ñ i trong kho ng t 0 ñ n 7,75V. S bít dùng mã hóa là n = 5 nên s m c mã hóa tương ng là 2n - 1 = 31. Như v y m t m c trong mã hóa tương ng v i 7,75/31 = 0,25 V. V i xung l y m u có chu kỳ Ts ta ñư c các m u xung có biên ñ l n lư t là: 2,25V, 4,25V và 6,0V. Các s nh phân tương ng v i các m u xung này là: 01001, 10001, 11000. Các s nh phân này ñư c bi u di n b i các mã b4 b3 b2 b1 b0 (b0 là LSB). Dĩ nhiên ngã ra là các mã nh phân song song, các mã này có th qua b bi n ñ i song song n i ti p ñ truy n ñi theo cách truy n n i ti p. 9.2.2 Băng thông c a kênh truy n PCM : Trong PCM băng thông c a kênh truy n tùy thu c vào s bít n c a tín hi u s dùng mã hóa các xung PAM c a tín hi u tương t . N u fs là t c ñ l y m u, v n t c truy n tín hi u br ít nh t ph i b ng n l n c a fs: br ≥ n fs = 2n fm (bps) T c ñ bít Th i gian cho m t bít T T n s c a tín hi u l n nh t khi có d ng sóng vuông 101010......Trong trư ng h p này m i chu kỳ c a tín hi u nh n ñư c hai bít nên t n s cơ b n l n nh t c a sóng vuông bi u di n s nh phân b ng phân n a t c ñ bít : fmax=1/2T = br/2 V y băng thông nh nh t ñ th a ñư ng truy n này là: BW = br/2 = nfm Thí d : Xác ñ nh t n s xung l y m u nh nh t fs và băng thông t i thi u BW ñ truy n tín hi u tương t có t n s 12 kHz b ng cách dùng s nh phân 9 bít. (fs )min = 2fm = 24 kHz
T c ñ bít br = 2nfm = 2.9.12 = 216 kbps Băng thông nh nh t (BW)min = br/2 = 216/2 = 108 kHz Qua thí d ta th y ñ truy n tín hi u tương t 12 kHz băng thông c n là 108 kHz, khá l n so v i t n s tín hi u c n truy n. Ðây là m t khuy t ñi m c n ñư c kh c ph c c a phương pháp PCM. 9.2.3 Sai s (nhi u) lư ng t (Quantizing error, noise) : Ph n trên cho th y dùng m t s n bít ñ mã hóa tín hi u tương t thì ñư c 2n m u biên ñ c a tín hi u (nhưng ch có 2n -1 m c), khi n l n thì s m u càng nhi u, kho ng cách 2 m c liên ti p nh l i. Tuy nhiên ta không th nào ch n n = ∞ ñ kho ng cách này tri t tiêu, th m chí cũng không ñư c ch n n quá l n ñ gi m kho ng cách m c vì s ñưa t i băng thông c a kênh truy n r t l n, làm gi m s kênh truy n và nh hư ng r t nhi u ñ n nh ng ñ c tính khác c a h th ng mà h u qu là giá thành s lên r t cao. Nói cách khác n ph i có gi i h n và sai s trong vi c mã hóa là không th tránh kh i, ta g i sai s này là sai s lư ng t , n u g i e là kho ng cách m c (hay kho ng cách l y m u) thì sai s lư ng t l n nh t là ± e/2. Có th nói h th ng PCM có tính mi n nhi u r t t t nhưng nhi u lư ng t thì ñương nhiên hi n h u nên khi nghiên c u các h th ng này ta không th b qua tác d ng c a nó. Do tín hi u tương t trong nhi u trư ng h p là lo i lư ng c c nên khi th c hi n mã hóa ngư i ta dùng các s nh phân v i bit MSB là bit d u (H 9.5.a) cho th y s tương quan gi a ñi n áp l y m u va và mã nh phân n bít tương ng, gi s va gi i h n trong kho ng –Vm ñ n +Vm . G i Vp là ñi n áp ñ nh-ñ nh: Vp=2Vm (H 9.5.b) là m t ví d c th v i Vm = 5,1 V và n = 8 Kho ng cách 2 m c ñi n áp là : e ± e/2 = ± 0,02 V Sai s lư ng t tương ng là (H 9.5)
Lưu ý là tr 0 c a tín hi u nh n 2 mã có d u + (80) và - (00), nhưng kho ng cách m c v n không ñ i (0,04V). a- Sai s tương ñ i trong lư ng t hóa. b- Xác ñ nh n theo %q. a-/ Sai s tương ñ i trong lư ng t hóa : G i q là sai s tương ñ i c a tín hi u trong lư ng t hóa : q V i va là ñi n áp c a tín hi u tương t c n l y m u. Tính q theo ph n trăm % %q Ta th y ph n trăm sai s tương ñ i tăng lên khi va nh , ñi u này ñư c minh h a (H 9.6) (H 9.6) b-/ Xác ñ nh n theo %q : T bi u th c trên, v i m t giá tr %q ñ nh trư c ngư i ta có th ch n n t i thi u c n thi t ñ th a mãn yêu c u v sai s . n = 3,32log|(100/%q)(Vm/|va|)+1| Ví d Tính giá tr n c n thi t ñ %q ≤ 10% khi va = 5% tr c c ñ i Vm n ≥ 3,32 log (100/10)(1/0,05) + 1 = 7,65
Ta ch n n = 8 9.2.4 T s tín hi u nhi u SNR : Tín hi u trư c khi l y m u là tín hi u tương t , xác ñ nh b i tr hi u d ng (RMS), như v y ñ xác ñ nh ñư c t s SNR trư c nh t ta hãy tính tr hi u d ng c a sai s lư ng t (t c eRMS c a nhi u). Xét trư ng h p ñơn gi n tín hi u tương t là m t ñư ng th ng, tín hi u l y m u (cũng là tín hi u ra máy thu) có d ng n c thang và do ñó d ng sóng c a thành ph n sai s là tín hi u răng cưa (H 9.7b) (a) (H 9.7) (b) Trong kho ng (-T/2,T/2) thành ph n sai s lư ng t có d ng ñư ng th ng qua g c t a ñ v iñ d c nên phương trình c a sai s là: và tr hi u d ng c a sai s là : eRMS = eRMS = Thí d : N u dùng s nh phân n = 5 bít ñ mã hóa tên hi u biên ñ ñ nh-ñ nh là Vp = 5V. Xác ñ nh tr hi u d ng c a nhi u eRMS và SNR trong hai trư ng h p va = 2,5V và va = 1V - V i va = 2,5V eRMS =
SNR = 2,5/0,0451 = 55,4 = 34,3 dB - V i va = 1V ta ñư c SNR = 22,17 hay 26,9 dB. Như v y, t s SNR càng nh khi giá tr c a tín hi u càng nh . 9.2.5 S nén - giãn (Compressing & Expanding, vt Companding): Vi c mã hóa mà ta bàn trên d a trên cơ s quan h gi a ñi n áp và giá tr mã hóa là quan h ñư ng th ng trong ñó s gia tăng các m c là không ñ i, ta g i hình th c mã hóa này là PCM tuy n tính. Ði m b t l i c a phương pháp này là sai s như nhau v i m i ñi n áp tín hi u nên k t qu là v i các tín hi u có biên ñ nh thì SNR cũng nh , nói cách khác nhi u tr nên r t ñáng k khi tín hi u có giá tr nh . Ð kh c ph c khuy t ñi m này, ngư i ta dùng phương pháp mã hóa theo ñư ng cong, c th là d ng logarit, ta g i là PCM logarit, trong cách mã hóa này tín hi u có giá tr nh ñư c mã hóa v i kho ng cách m c nh hơn và tín hi u có giá tr g n v i tr c c ñ i ñư c mã hóa v i kho ng cách m c l n hơn, ñư ng cong mã hóa có ñ d c cao ph n ñ u và b nén l i ph n cu i. Ðây là m t quá trình nén máy phát và dĩ nhiên m t quá trình ngư c l i ñư c th c hi n máy thu ñ ph c h i tín hi u, g i là quá trình giãn. K t qu c a s nén này cho t s SNR như nhau v i m i tín hi u vào. Có hai lu t nén khác nhau áp d ng hai vùng l c ñ a : - Lu t µ-255 , s d ng r ng rãi B c M , m i quan h ñi n áp vào Vin và mã (ñi n áp ra Vout) có d ng : µ = 2n - 1 ; v i n = 8 ta ñư c µ = 255. Trong ñó (H 9.8.a) cho ñư ng cong mã hóa theo lu t µ-255 (v theo tr chu n hóa c a Vin và Vout) (a) lu t µ-255
(b) lu t A-87,6 (H 9.8) - Lu t A-87,6 ñư c s d ng r ng rãi Âu châu, m i quan h gi a ñi n áp và mã có d ng : - Khi Vin > 1/A - Khi 0
Thí d : mã 12 bít là s00001101010 mã ño n là 7 - 4 = 3 = 011 Bít 1 ñ u tiên sau các bít 0 s không ñư c phát ñi, 4 bít theo sau ngay bít 1 này ñư c phát ñi tr n v n và ñó là các bít cu i cùng c a mã 8 bít, t t c các bít còn l i s b b ñi. máy thu khi nh n ñư c mã 8 bít, vi c ñ u tiên là ph c h i l i mã 12 bít trư c khi gi i mã Thí d : mã 8 bít nh n ñư c là s011 1010 l y 7 - 3 = 4, v y sau bít d u là 4 bít 0, ti p theo là bít 1 và 4 bít nguyên m u mã 12 bít s là s0000 1 1010 xx Trong trư ng hơp này máy thu không có thông tin nào v 2 bít cu i cùng (thay ñ i t 00 ñ n 11). Ð b o ñ m sai s là nh nh t, máy thu ngư i ta thay th 2 bit này b i 2 bit 10, như v y trong thí d trên mã 12 bít ph c h i máy thu s là s00001101010. Nguyên t c này cũng ñư c s d ng cho trư ng h p s bit b m t thông tin nhi u hơn 2, nghĩa là các bit thay th luôn luôn g m m t bit 1 và các bit 0 theo sau sao cho ñ 12 bit. Sai s tuy t ñ i do s nén tùy thu c mã c a ño n ñư c phát ñi. Ðo n tương ng v i giá tr cao c a tín hi u có sai s tuy t ñ i càng l n. B ng 9.1 cho th y mã 12 bít ban ñ u, mã 8 bít tương ng và mã 12 bít ph c h i cùng các ño n tương ng. B ng 9.1 ño n mã 12 bít ban ñ u mã 8 bít nén mã 12 bít ph c h i 0 s0000000abcd s000abcd s0000000abcd 1 s0000001abcd s001abcd s0000001abcd 2 s000001abcdx s010abcd s000001abcd1 3 s00001abcdxx s011abcd s00001abcd10 4 s0001abcdxxx s100abcd s0001abcd100 5 s001abcdxxxx s101abcd s001abcd1000 6 s01abcdxxxxx s110abcd s01abcd10000 7 s1abcdxxxxxx s111abcd s1abcd100000 Trong b ng 9.1 abcd là các bít ñươc gi nguyên ñ phát ñi , các bít x là các bít m t ñi trong quá trình nén (ño n 0 ñư c th c hi n m t cách ngo i l ). Lưu ý là ño n 0 và 1 ñư c ph c h i không có sai s trong khi ño n 7 ch có 6 bít MSB là ñư c ph c h i chính xác. B qua bít d u 11 bít còn l i t o ra 211 = 2048 t h p. Hai ño n 0 và 1 m i ño n ng v i 16 t h üp khác nhau tùy thu c giá tr c th c a a,b,c,d. ño n 2, 5 bít cu i abcd và x cho 32 t h p khác nhau, tuy nhiên trong quá trình nén 32 t h p này ch cho 16 m c tương ng, di n t b i abcd và 1, ta nói 32 m c ñã ñư c nén thành 16. Tương t , ño n 3 ñã nén 64 m c xu ng còn 16,... và ño n 7 ñã nén 1024 m c xu ng còn 16 m c. gi n ñ nén theo phương pháp trên ñư c minh h a (H 9.9), gi n ñ này r t g n v i gi n ñ lý thuy t c a lu t µ-255. K t qu c a phương pháp nén cho th y các tín hi u nh (trư ng h p thưòng x y ra) có th ñư c mã hóa b i m t chu i liên t c các s 0, ñi u này khi n cho s ñ ng b máy
thu g p khó khăn, vì lý do này mà ngư i ta ñã ñ o các bít, tr bít d u, trư c khi phát ñi, như ñã th y trên gi n ñ (lý thuy t) c a lu t µ-255. (H 9.9) Qua phương pháp nén th c t ta th y sai s gia tăng theo ñ l n c a tín hi u nhưng ph n trăm sai s thì như nhau cho các ño n. Công th c dư i ñây ñư c dùng ñ tính ph n trăm sai s : [ m c phát - m c thu ] %sai s = --------------------------------100 m c thu Ph n trăm sai s c c ñ i ng v i các s nh nh t trong m t ño n. Thí d Ð i v i ño n 3: Phát s00001000000 Thu s00001000010 % sai s = 3,03% = Ð i v i ño n 7: Phát s10000000000 Thu s10000100000 % sai s = = 3,03% 9.3 ÐI U CH VI PHÂN VÀ DELTA: Trong truy n thông delta có hi u qua cao ñôi khi ngư i ta ch truy n ñi thông tin ñ c trưng cho s thay ñ i c a tín hi u thay vì b n thân tín hi u ñó. máy thu s d a vào s thay ñ i này ñ khôi ph c l i tín hi u ban ñ u. Ðây là cơ s c a phương pháp ñi u ch vi phân và Delta.
Phương pháp này ch ng t có hi u qu th c s cao khi tín hi u truy n có ít s thay ñ i, ví d tín hi u Video là lo i tín hi u ch a nhi u thông tin l p l i. Th c t cho th y dùng ñi u ch Delta cho tín hi u âm thanh ñã gi m ñư c t c ñ bít ñ n 50%. Các yêu c u v ñ ng b gi a thi t b thu và phát trong ñi u ch Delta ít hơn PCM, nhưng vi c ghép kênh khó khăn hơn do băng thông c a ñi u ch Delta khá r ng. 9.3.1 Ði u ch Delta. 9.3.2 Di u ch PCM vi phân. 9.3.1 Ði u ch Delta : Vi c truy n s thay ñ i c a tín hi u có th th c hi n ñơn gi n b ng cách so sánh biên ñ tín hi u m i l y m u v i biên ñ c a tín hi u trư c ñó, phát k t qu so sánh, g i là tín hi u vi phân (g m các bít 1 ho c 0) t i nơi thu. B gi i mã thu nh n s thay ñ i này và có th c ng liên ti p các tín hi u vi phân (t c là l y tích phân) ñ ph c h i tín hi u ñã phát. (H 9.10) minh h a m t h th ng ñi u ch Delta. - Máy phát : M t OPAMP so sánh hai tín hi u vào S(t), là tín hi u c n truy n và S'(t), là tín hi u tr , ñ t o ra tín hi u vi phân , tín hi u này sau khi ñư c làm tr m t chu kỳ ñ ng h b i m t FFD, ta ñư c tín hi u e(t), ñây là tín hi u truy n t i nơi thu. e(t) có giá tr dương khi S(t) > S'(t) và âm khi ngư c l i. - Máy thu : Tín hi u e(t) nh n ñư c s qua m t m ch tích phân ñ ph c h i S(t). (H 8.9.b) ch d ng các tín hi u. (a) (b) (H 9.10) 9.3.1.1 Nhi u lư ng t . 9.3.1.2 Quá t i ñ d c. 9.3.1.3 Băng thông. 9.3.1.4 Ði u ch Delta có ñ d c bi n ñ i. 9.3.1.1 Nhi u lư ng t : Quan sát d ng sóng (H 9.10b) ta th y khi tín hi u vào S(t) không ñ i, tín hi u S'(t) có giá tr thay ñ i trên ho c dư i S(t) và e(t) dao ñ ng gi a m c dương và âm. S sai bi t này
gi a hai tín hiê là nhi u lư ng t . Thành ph n nhi u này có th gi m b t n u ta gi m chi u dài bư c h (step size) và thu nh chu kỳ xung ñ ng h Ts. Tuy nhiên ñi u này s nh hư ng ñ n băng thông c a tín hi u. 9.3.1.2 Quá t i ñ d c (Slope - overload) : N u tín hi u vào S(t) máy phát bi n ñ i quá nhanh, S’(t) không theo k p s bi n ñ i này và vi c mã hóa không còn ñúng, k t qu là tín hi u ph c h i máy thu b bi n d ng. Ta g i ñây là bi n d ng do quá t i ñ d c (ño n cu i (H 9.10b)). Ð d c c a tín hi u ra t m ch tích phân là h/Ts. Thành ph n t n s cao nh t c a tín hi u vào ph i ñư c gi i h n ñ ñ d c c c ñ i c a tín hi u không vư t quá giá tr này, ñó là ñi u ki n ñ tránh quá t i ñ d c. S(t) = Vm sin(2πfint) L y ví d tín hi u vào là sóng sin : Ð d c c a S(t) là ñ o hàm dS(t)/dt : = 2 π Vmfin cos(2πfint) Ð d c c c ñ i khi t = 0 và b ng = 2π Vmfin Ð tránh quá t i ñ d c, ph i có : 2π Vmfin ≤ hfs Hay fin ≤ 9.3.1.3 Băng thông : T (H 9.10b) ta th y t n s l n nh t c a tín hi u e(t) trên ñư ng truy n là fs/2 do ñó băng thông t i thi u c a ñư ng truy n là BW ≈ ≥ Bi u th c cho ta xác ñ nh băng thông t i thi u c a h th ng ñ tránh ñư c bi n d ng do quá t i ñ d c. Giá tr băng thông tùy thu c Vm/h. Như nói trên ñ gi m nhi u ta có th gi m h, nhưng như v y băng thông s l n. Thí d l y giá tr c th c a h là 5% Vm thì Vm/h = 20 và BW = 63 fin . K t qu cho ta th y băng thông c a ñư ng truy n l n như th nào. Ð phát sóng sin 12 kHz dùng PCM 9 bít c n băng thông 108 kHz. Ta th tính băng thông trong trư ng h p dùng ñi u ch Delta.
9 bít PCM cung c p m t bư c ñi n áp gi a các mã k nhau là 2Vm /511. N u ch n h b ng giá tr này ta tính ñư c : BW = π( 511/2) 12 kHz = 9,65 MHz ≥ fs = 2BW = 19,3 MHz 9.3.1.4 Ði u ch Delta có ñ d c bi n ñ i : Ð tránh hi n tư ng quá t i ñ d c, ngư i ta dùng cách ñi u ch Delta có ñ d c bi n ñ i (Variable Slope Delta Modulation, VSDM) . Trong VSDM ñ d c c a tín hi u ngã ra m ch tích phân S'(t) thay ñ i theo ñ d c c a tín hi u vào, như v y s tránh ñư c bi n d ng khi tín hi u vào thay ñ i quá nhanh. Nguyên lý c a ñi u ch VSDM là dùng s bi n ñ i c a ñ d c c a tín hi u vào ñ ñi u khi n h s c a m ch tích phân, n u ñ d c c a tín hi u vào ti p t c tăng hay gi m, h s c a m ch tích phân tăng hay gi m theo ñ làm thay ñ i chi u dài bư c c a xung l y m u, chi u dài bư c s l n khi tín hi u vào bi n ñ i nhanh và nh khi s bi n ñ i này ch m. (H 9.11) mô t m t h th ng thu phát dùng k thu t VSDM. - Máy phát : Tín hi u ngã ra OPAMP ñư c ñưa vào m t b ghi d ch 3 bít, g m 3 FFD, các tín hi u ra các FF này l n lư t là e(t), e(t + Ts) và e(t + 2Ts) và các ñ o c a nó ñư c ñưa vào b phát hi n trùng l p g m các c ng AND và OR. Tín hi u ngã ra b trùng l p ñư c dùng ñ ñi u khi n ñ l i m t m ch khu ch ñ i và ñ l i này làm thay ñ i h s c a m ch tích phân. Cơ ch c a s ñi u khi n này như sau: Khi ñ d c c a tín hi u vào ti p t c gia tăng (ho c ti p t c gi m) ngã ra các FFD xu t hi n các bít 1 ho c 0, lúc ñó b trùng l p nh n ñ ng th i 3 bít 1 ho c 3 bít 0, khi n ngã ra c a nó lên 1, tín hi u này ñư c ñưa vào m t m ch so sánh v i m t ñi n áp chu n ñ t o tín hi u ñi u khi n m ch khu ch ñ i. - Máy thu : máy thu s v n chuy n cũng tương t như th . (a) H th ng phát (b) H th ng thu (H 9.11) (H 9.12) minh h a m t d ng sóng c a tín hi u hình sin ngã vào , tín hi u vi phân e(t) và tín hi u tương ng ngã ra b tích phân.
(H 9.12) Trên th trư ng IC ñi u ch và gi i ñi u ch bi n ñ i ñ d c liên t c (Continuously Variable Slope Delta, CVSD ) MC 3417 c a h ng MOTOROLA có c u t o như sơ ñ (H 9.11) ñư c s d ng r ng rãi trong ñi n tho i. (H 9.13) là sơ ñ ch c năng c a IC MC 3417. (H 9.13) 9.3.2 Ði u ch PCM vi phân ( Differential PCM, DPCM) : Ði u mã xung vi phân DPCM là s k t h p hai phương pháp : ñi u ch Delta và ñi u mã xung. Tín hi u vi phân e(t), có t ñi u ch Delta, ñư c phát ñi theo cách ñi u mã xung nghĩa là s ñư c mã hóa v i 2m m c, trong ñó m là s bít c a tín hi u. V i cách ñi u ch này s bít c n thi t cho vi c mã hóa s gi m ñi r t nhi u n u tín hi u vào ít thay ñ i, ñi u này d n
ñ n băng thông c a kênh truy n s gi m ñáng k , tuy nhiên s quá t i ñ d c v n là m t v n ñ nghiêm tr ng c n ph i ñư c quan tâm. 9.4 2914 COMBO CHIP : Ð ph c v cho vi c phát tín hi u s , các IC CODEC ñã ra ñ i. Có th k ra dư i ñây m t s IC ñã có m t trên th trư ng: - 2910A và 2911A là các IC mã hóa và gi i mã (Codec), khi s d ng k t h p v i IC làm ch c năng l c 2912A. - 2913 (20 chân) và 2914 (24 chân) là các IC v a th c hi n mã hóa, gi i mã và c ch c năng l c trong m t chip, ñư c g i là combo chip. - 2916 và 2917 là th h sau, có cùng ch c năng như 2913 và 2914 nhưng có it chân hơn (16 chân). Sau ñây, chúng ta s kh o sát m t IC tiêu bi u: 2914. 9.4.1 V n hành t ng quát. 9.4.2 Ð tin c y c a IC. 9.4.3 Ch ñ gi m ngu n và ch . 9.4.4 Ch ñ v n t c c ñ nh. 9.4.5 Ch ñ v n t c thay ñ i. 9.4.6 Tín hi u báo. 9.4.7 V n hành b t ñ ng b . 9.4.8 Vòng tương t . 9.4.9 ði n th tham chi u chính xác. 9.4.10 M ch l c phát. 9.4.11 M ch khu ch ñ i công su t. 9.4.1 V n hành t ng quát : Các ch c năng chính c a 2914: - L c d i thông tín hi u tương t trư c khi mã hóa và sau khi gi i mã. - Mã hóa và gi i mã tín hi u âm thanh và tín hi u c a các cu c g i - Mã hóa và gi i mã các thông tin báo hi u và giám sát. - Th c hi n vi c nén - giãn. (H 9.14 ) là sơ ñ kh i c a 2914
(H 9.14) B ng 9.2 VÀ 9.3 tóm t t ch c năng c a các chân : B ng 9.2 Ký hi u Tên Ký hi u Tên VBB Power (-5V) CLKR Receive master clock PWRO+,PWRO- Power Amplifier Output CLKX Transmit master clock GSR Receive Gain control FSX Transmit frame synch. Power-down select Clock DX CLKSEL Master clock freq. select Transmit PCM output LOOP Analog loopback Timeslot strobe/ Buffer /DCLKX SIGR Receive signaling bit enable DCLKR output SIGX/ASEL Transmit variable data rate DR ↓ Receive variable data Transmit signaling bit input µ- or A-law select rate FSR GRDA Receive PCM highway GRDD Analog ground VFXI+
VCC input VFXI- Noninverting analog input Receive frame synch. GSX Inverting analog input Clock Transmit gain control Digital Ground Power (+5V) B ng 9.3 Ký hiêu Ch c năng Ngu n -5V ±5% VBB PWRO+ Ngã ra không ñ o c a m ch khu ch ñ i CS thu. Có th thúc bi n áp h n h p ho c tr c ti p cho t i có t ng tr cao (ñơn hay vi sai) PWRO- Ngã ra ñ o c a m ch khu ch ñ i CS thu. Ch c năng gi ng và b túc cho GSR PWRO+ Ngã vào dùng ñi u ch nh ñ l i m ch CS thu. M c tín hi u phát có th ñư c ñi u ch nh trên d i r ng 12 dB tùy vào ñi n th chân GSR CLKSEL Ch n gi m th ngu n. M c cao: 2914 tr ng thái tác ñ ng- M c th p: Gi m th ngu n Ch n t n s xung ñ ng h thu phát chính: CLKSEL = VBB . . . . . . . 2,048 MHz LOOP CLKSEL = GRDD . . . . .1,544 MHz CLKSEL = VCC . . . . . . . 1,536 MHz SIGR Vòng tương t . M c TTL cao: PWRO+ n i (bên trong) VFXI+, GSR n i v i PWRO-, và VFXI- v i GSX. M t tín hi u s 0 dBm ngã vào DR s DCLKR cho ra t.h. s +3dBm DX Bit báo hi u ra t máy thu. ch ñ v n t c c ñ nh, SIGR xu t tr ng thái logic c a bit th 8 (LSB) c a t mã PCM c a khung báo hi u m i nh t. Ch n ch ñ v n t c c ñ nh hay v n t c thay ñ i ñ ho t ñ ng: DR DCLKR = VBB: Ch ñ v n t c c ñ nh DCLKR không n i v i VBB : Ch ñ v n t c thay ñ i, chân này là ngã vào FSR c a xung ñ ng h t 64 KHz t i 2.048MHz (m c TTL). Ngã vào PCM. D li u nh n vào t chân này ng v i c nh xu ng c a 8 xung ñ ng h liên ti p. CLKR ch ñ vt c ñ nh và DCLKR ch ñ vt thay ñ i GRDD Ngã vào xung ñ ng b khung, 8 KHz/ Ch t khe th i gian, ph n thu. Trong CLKR ch ñ v n t c c ñ nh chân này xác ñ nh khung lo i báo hi u hay không. Trong ch ñ v n t c thay ñ i, chân này ph i ñư c gi m c cao trong su t CLKX th i gian c a t mã PCM (8 bit). Ph n thu s ñi vào ch ñ ch khi chân này m c th p trong kho ng th i gian 300ms FSX Mass s cho t t c m ch logic bên trong. Không n i v i GRDA Xung ñ ng h thu chính và v n t c bit ch ñ vt c ñ nh; là xung ñ ng h DX thu chính ch ñ v n t c thay ñ i Xung ñ ng h phát chính và v n t c bit ch ñ v n t c c ñ nh; là xung ñ ng h phát chính ch ñ v n t c thay ñ i
/DCLKX Ngã vào xung ñ ng b khung, 8 KHz/ Ch t khe th i gian, ph n phát. Ho t ñ ng ñ c l p nhưng theo m t cách gi ng như FSR Ngã ra PCM. D li u xu t ra t chân này ng v i c nh lên c a 8 xung ñ ng h liên ti p. CLKX ch ñ v n t c c ñ nh và DCLKX ch ñ v n t c SIGX/ASEL thay ñ i Ngã ra: ch t khe th i gian ph n phát. Ngã vào: ñ ng h v n t c bit ph n phát. ch ñ v n t c c ñ nh, là ngã GRDA vào ñi u khi n ñ m 3 tr ng thái. ch ñ v n t c thay ñ i, là ngã vào xung VFXI+ ñ ng h m c TTL cho phép IC ho t ñ ng v i v n t c bit t 64 Kbps t i VFXI- 2048 Kbps GSX Chân có 2 ch c năng. Khi n i v i VBB, cho phép ch n lu t nén A-87,6. Khi không n i v i VBB chân này là ngã vào cho bit báo hi u có m c TTL. Tín VCC hi u này thay th cho bit LSB c a t mã c a các khung báo hi u. Mass chung cho các m ch tương t Ngã vào không ñ o c a tín hi u tương t Ngã vào ñ o c a tín hi u tương t Ngã vào tín hi u âm thanh c a m ch l c phát. Nh n tín hi u t ngã ra m ch OPAMP khu ch ñ i ñ u vào. Ngu n +5V ±5% 9.4.2 Ð tin c y c a IC : Khi t t c m ch ñ ng h và ngu n ñ u ñư c n i vào, Combo chip 2914 ñư c c p ngu n b ng cách cung c p xung cho ngã vào ñ ng b khung phát (FSX) và/ho c ngã vào ñ ng b khung thu (FSR), ñ ng th i áp vào chân Power Down Select ( ) m c TTL cao. 2914 có m t reset n i khi ñư c c p ngu n (khi có s gián ño n và VBB ho c VCC ñư c n i tr l i). Ði u này b o ñ m tín hi u s ra có hi u l c và do ñó duy trì s h i nh p xa l PCM c a IC. ph n phát, ngã ra d li u PCM (DX) và Transmit Timeslot Strobe ( ) ñư c gi tr ng thái t ng tr cao trong kho ng th i gian c a 4 khung (500µs) sau khi ñư c c p ngu n. Sau th i gian tr này Combo chip ñi vào ch ñ v n hành, các tín hi u DX,( ), và tín hi u báo (signaling) ñư c ñ nh v các khe th i gian riêng. Nh m ch auto-zeroing ph n phát m ch tương t c n kho ng 60ms ñ ñ t tr ng thái cân b ng. Như v y, nh ng thông tin báo hi u như on/off hook g n như có hi u l c t c th i trong khi tín hi u tương t s ch có hi u l c sau 60ms. ph n thu, chân Signaling Bit Output (SIGR) cũng ñư c gi m c th p (inactive) kho ng 500µs sau khi c p ngu n và gi tr ng thái không tác ñ ng này cho ñ n lúc ñư c c p nh t b i vi c nh n khung báo hi u (signaling frame) Ð tăng ñ tin c y c a h th ng, chân ( ) và DX ñư c ñưa lên tr ng thái t ng tr cao và chân SIGR gi m c th p kho ng 30µs sau m t s gián ño n c a xung ñ ng h chính (CLKX). S gián ño n có th do ñi u ki n l i nào ñó. 9.4.3 Ch ñ gi m ngu n và ch :
Ð ti t ki m năng lư ng tiêu th xu ng t i m c t i thi u (5 mW), hai ch ñ gi m ngu n ñư c áp d ng cho 2914, trong ñó h u h t các ch c năng c a nó ñ u không ñư c phép. ch ñ này ch các m ch ñ ng h và ñ m ñ ng b khung là ñư c c p ngu n ( ñi u ki n Enable). Ch ñ gi m ngu n ñư c th c hi n b ng cách ñ t m c TTL th p vào chân . Ch ñ ch ñư c th c hi n cho ph n phát và thu m t cách riêng r b ng cách ñưa chân FSX hay FSR xu ng th p trong kho ng th i gian 300ms. Khi c ph n thu và phát ñ u ch ñ ch thì công su t tiêu th kho ng 12 mW. 9.4.4 Ch ñ v n t c c ñ nh : Ch ñ v n t c c ñ nh x y ra khi n i DCLKR v i VBB, lúc này, các m ch ñ ng h thu phát chính th c hi n các ch c năng: - Cung c p xung ñ ng h chính cho m ch l c. - Cung c p xung ñ ng h chính cho m ch ñ i tương t - s và ngư c l i. - Xác ñ nh v n t c bit vào ra gi a codec và xa l PCM. Trong ch ñ v n t c c ñ nh, v n t c bit thu phát b ng v i t n s xung ñ ng h và có m t trong các giá tr 1,536, 1,544, hay 2,048 Mbps. Xung ñ ng b thu phát (FSX và FSR) là 8 KHz dùng xác ñ nh t n s l y m u và ñ r ng c a nó cho phép phân bi t khung có tín hi u báo và khung không tín hi u báo, xung có ñ r ng 1 bit dùng cho các khung không có tín hi u báo và xung có ñ r ng 2 bit dùng cho các khung có tín hi u báo. Ngã ra timeslot strobe buffer enable ( ) ñư c dùng ñ ñưa t mã PCM lên xa l PCM khi m t m ch ñ m bên ngoài ñư c dùng ñ thúc ñư ng này.Ā cũng ñư c dùng như m t xung c ng bên ngoài cho m ch ña h p th i gian (H 9.15). D li u phát ra trên xa l PCM t ngã ra DX ng v i 8 c nh lên ( ) ñ u tiên c a xung ñ ng h CLKX theo sau c nh lên c a FSX.