28. Кодеры и декодеры

 

Кодер (шифратор) – устройство, имеющее N входов (N – число сообщений) и n выходов (n – разрядность кода), работающее таким образом, что при возбуждении одного входа на выходах вырабатывается кодовая комбинация, соответствующая данному сообщению. Задача синтеза кодера является задачей построения схемы, реализующей систему переключательных функций на основе данных кодовой таблицы.

Кодирующее устройство – это устройство преобразования сообщений в кодовую комбинацию или преобразование одной кодовой комбинации в другую.

КУ представляют собой цифровой автомат комбинационного типа или цифровой автомат последовательного типа.

Цифровой автомат комбинационного типа может быть представлен как набор логических элементов (ЛЭ). Например, кодовая комбинация представлена в виде:

	X3	X2	X1
1	1	0	1
2	0	1	0
3	1	1	0
4	0	1	1
5	1	0	0

 Кодирующее устройство для данной комбинации будет иметь вид:

 

Декодер (дешифратор) выполняет работу, обратную кодеру, т.е. вырабатывает сигнал на одной выходной шине при поступлении кода на его входы. Различают 3 типа декодеров: линейный, пирамидальный, каскадный. Сложность декодера определяется суммарным количеством входов у схем совпадения. Каскадный декодер наиболее экономичен и строится так. Множество входных переменных {x} разбивается на 2 примерно равных подмножества {x1} и {x2}, а их выходы объединяются схемами совпадения.

Декодирующее устройство (ДКУ), в отличие от КУ,  может быть представлено как набор логических схем. Разделяют многокаскадные и однокаскадные ДКУ. Если количество выходов у ДКУ равно  , где n – разрядность кода, то в этом случае ДКУ называется универсальным (сплошным).

Если входная кодовая комбинация имеет вид:

Входная комбинация
сообщение		X3	X2	X1
		0	0	0
		0	0	1
	2	0	1	0
	4	0	1	1
	5	1	0	0
	1	1	0	1
	3	1	1	0
		1	1	1

 Соответственно ДКУ будет иметь вид:

 

Шестиразрядный ДКУ может быть получен с помощью двух трехразрядных:

 

 

Кодеры и декодеры циклических кодов в основном выполняют операции умножения и деления многочленов.

КУ и ДКУ кода Хемминга

 

С помощью КУ циклического кода можно осуществлять перемножение комбинаций двоичного кода  . Для декодера, напротив, можно осуществлять деление комбинаций двоичного кода  . P(x) в данных выражениях получил название образующего многочлена, Q(x), в выражении для декодера, представляет собой остаток деления.

Рассмотрим другой алгоритм для циклического кода. В соответствии с ним получим

R(x) – остаток.

Данный КУ будет строиться как аппарат Мура последовательного действия. Множитель реализуется как набор регистров сдвига и суммируется по модулю два. Если мы имеем полный многочлен n – го разряда  . Множитель в данном случае будет выглядит как

 

 

C=(n-1)+m в приведенной схеме – это синхронизирующий импульс, определяющий через какое число тактов мы получим результат, m – разрядность двоичного числа, n – разрядность множителя, X – регистры сдвига, m2 – сумматор по модулю 2.

В том случае, если множитель неполный, например P(x)=1101 , то перед ним будет отсутствовать сумматор по модулю 2

 

 

Следует отметить, что перемножение всегда начинается со старшего разряда.

 

Делитель представляет собой набор регистров сдвига и сумматоров по модулю 2. Если мы имеем полный многочлен n – го разряда  , тогда делитель можно представить следующим образом

 

 

m – разрядность делимого.

В том случае, если многочлен неполный, например P(x)=1101 , то перед ним будет отсутствовать сумматор по модулю 2

 

Таким образом, разница между КУ и ДКУ в положении X и m2, и их достаточно легко совместить.

 

29. ИКМ-сигнал и этапы его получения.

Чтобы получить на входе канала связи (передающий конец) ИКМ-модулированный сигнал из аналогового, амплитуда аналогового сигнала измеряется через равные промежутки времени. Количество оцифрованных значений в секунду (или скорость оцифровки) кратна максимальной частоте (Гц) в спектре аналогового сигнала. Мгновенное измеренное значение аналогового сигнала округляется до ближайшего уровня из нескольких заранее определенных значений. Этот процесс называется квантованием, а количество уровней всегда берется кратным степени двойки, например, 8, 16, 32 или 64. Номер уровня может быть соответственно представлен 3, 4, 5 или 6 битами. Таким образом, на выходе модулятора получается набор битов (0 или 1).

На приемном конце канала связи демодулятор преобразует последовательность битов в импульсы с тем же уровнем квантования, который использовал модулятор. Далее эти импульсы используются для восстановления аналогового сигнала.