如何使用單電源供電的NRZ到AMI轉換器

在經(jīng)過(guò)電纜的數字數據傳輸中經(jīng)常使用交替傳號反轉(AMI)編碼，因為這種編碼沒(méi)有直流分量。除此之外，AMI信號的帶寬也要比等效的歸零(RZ)碼低。正常情況下，為了產(chǎn)生諸如AMI這樣的雙極波形，需要使用正負兩個(gè)電源。

在經(jīng)過(guò)電纜的數字數據傳輸中經(jīng)常使用交替傳號反轉(AMI)編碼，因為這種編碼沒(méi)有直流分量。除此之外，AMI信號的帶寬也要比等效的歸零(RZ)碼低。正常情況下，為了產(chǎn)生諸如AMI這樣的雙極波形，需要使用正負兩個(gè)電源。另外，雙極波形產(chǎn)生電路可能要用到模擬元件。然而，本設計實(shí)例取消了所有這些要求，只使用一些門(mén)、一個(gè)觸發(fā)器和單個(gè)5V電源就能從NRZ輸入產(chǎn)生AMI波形。
參考圖1，NRZ信號(圖2a)與時(shí)鐘一起使用AND1門(mén)選通并產(chǎn)生RZ波形(圖2b)。這個(gè)RZ信號隨后連接到作為分頻器的D觸發(fā)器時(shí)鐘端。接著(zhù)RZ信號與觸發(fā)器的Q和/Q輸出一起進(jìn)行選通，將AND2和NAND門(mén)輸出端的兩條線(xiàn)上的交變脈沖分開(kāi)來(lái)。在第2條線(xiàn)上使用NAND門(mén)以獲得反相的波形(圖2c)。

圖1：NRZ到AMI轉換器使用單電源產(chǎn)生雙極脈沖。

由于NAND的延時(shí)要大于A(yíng)ND門(mén)，因此在A(yíng)ND3輸出端使用AND4進(jìn)行補償(可以根據所用的邏輯系列器件改變)。AND4和NAND門(mén)的輸出驅動(dòng)75Ω電阻，進(jìn)而在門(mén)輸出端有效地增加電壓。如果兩個(gè)輸出都是高電平，電阻連接處的電壓就是高電平。如果其中一個(gè)輸出端是低，另一個(gè)是高，電阻連接處的電壓就是半高電平。當兩個(gè)輸出端都是低電平時(shí)，連接處的電壓接近于0V。這樣，在R1和R2連接點(diǎn)的波形就具有了圍繞直流電平的正負脈沖。這個(gè)信號通過(guò)隔直電容C1后，就能在輸出端得到直流電平為零的真正雙極波形(圖2d)。

圖2：波形：(a)NRZ輸入；(b)AND4輸出；(c)NAND輸出；(d)AMI輸出

圖2顯示了仿真電路的波形。仿真器可以捕捉到在門(mén)輸出端出現的很小尖峰，不過(guò)這些尖峰不會(huì )在實(shí)際使用中產(chǎn)生問(wèn)題。所產(chǎn)生的NRZ信號速率是2.048Mb/s。由于使用的是TTL器件和5V電源，因此峰峰信號電平小于±2.5V。如果需要更高幅度，可以使用具有更高邏輯擺幅的CMOS器件。