Дифференциальное манчестерское кодирование

Дифференциальное манчестерское кодирование — это линейный код в цифровой частотной модуляции, в котором данные и тактовые сигналы объединяются для формирования единого двухуровневого самосинхронизирующегося потока данных. Каждый бит данных кодируется либо наличием, либо отсутствием перехода уровня сигнала в середине периода бита, за которым следует обязательный переход уровня в начало. Код нечувствителен к инверсии полярности. В различных конкретных приложениях этот метод также называется по-разному, включая двухфазное кодирование сигнала (англ. biphase mark code, BMC), частота/удвоенная частота (англ. frequency'double frequency, F2F), бифазный код Аикена (англ. Aiken biphase) и модифицированный дифазный код (англ. conditioned diphase)^[1].

Дифференциальное манчестерское кодирование — это технология дифференциального кодирования, которая использует наличие или отсутствие переходов для обозначения логического значения. Оно является усовершенствованием манчестерского кодирования, которое представляет собой частный случай бинарной фазовой манипуляции. При этом нет необходимости знать начальную полярность передаваемого сигнала сообщения, поскольку информация представлена не абсолютными уровнями напряжения, а их переходами.

Имеется два тактовых импульсов на каждый битовый период (обозначены сплошными и пунктирными линиями на рисунке). При каждом втором тактовом импульсе, обозначенном пунктирной линией, происходит переход уровня сигнала, зависящий от данных. На остальных импульсах, обозначенных сплошными линиями, состояние линии изменяется безусловно для облегчения восстановления тактовой частоты^[2].

Одна версия кодирования предусматривает переход при передаче нуля и отсутствие перехода при передаче единицы; другая — переход при передаче единицы и отсутствие перехода при передаче нуля.

Дифференциальное кодирование Манчестера имеет следующие преимущества:

• Переход гарантируется как минимум один раз в каждом бите для надёжного восстановления тактовой частоты.
• В условиях помех обнаружение переходов менее подвержено ошибкам, чем сравнение уровней сигнала с пороговым значением.
• В отличие от манчестерского кодирования, важна только сама возможность перехода, а не его полярность. Схемы дифференциального кодирования будут работать точно так же, если сигнал инвертирован (например, перепутаны провода). К другим линейным кодам с таким свойством относятся NRZI, биполярное кодирование, кодирование с инверсией кодовых маркеров и MLT-3 кодирование.
• Если высокие и низкие уровни сигнала имеют одинаковую величину с противоположной полярностью, среднее напряжение вокруг каждого безусловного перехода равно нулю. Нулевое смещение по постоянному току снижает необходимую мощность передатчика, минимизирует количество электромагнитных помех, создаваемых линией передачи, и упрощает использование разделительных трансформаторов.

Эти положительные стороны достигаются ценой удвоения тактовой частоты закодированного потока данных.

Дифференциальное манчестерское кодирование применяется в стандарте IEEE 802.5 для локальных сетей Token Ring, а также используется во многих других областях, включая магнитные и оптические носители информации. Под названием Biphase Mark Code (BMC) оно находит применение в AES3, S/PDIF, SMPTE временно́м коде, USB PD, xDSL и DALI. Многие магнитные полосы на картах используют BMC кодирование, часто называемое F2F (частота/двойная частота) или бифазный код Аикена в соответствии со стандартом ISO/IEC 7811. Дифференциальное манчестерское кодирование также является исходным методом модуляции, использовавшимся для дискет одинарной плотности, за которым последовала MFM-кодирование для двойной плотности.

• Манчестерское кодирование
• McASP
• RLL: FM

• Watkinson, John (1994) The Art of Digital Audio, 2nd edition. Oxford: Focal Press. ISBN 0-240-51320-7
• John J. G. Savard. Digital Magnetic Tape Recording . quadibloc (2018). Дата обращения: 16 июля 2018. Архивировано 2 июля 2018 года. orig-year=2006
• Introduction to magnetic stripe technology Архивировано 20 февраля 2015 года.