如何使用單電源供電的NRZ到AMI轉(zhuǎn)換器

在經(jīng)過電纜的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸中經(jīng)常使用交替?zhèn)魈柗崔D(zhuǎn)（AMI）編碼，因?yàn)檫@種編碼沒有直流分量。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(fù)兩個電源。另外，雙極波形產(chǎn)生電路可能要用到模擬元件。然而，本設(shè)計(jì)實(shí)例取消了所有這些要求，只使用一些門、一個觸發(fā)器和單個5V電源就能從NRZ輸入產(chǎn)生AMI波形。

參考圖1，NRZ信號（圖2a）與時鐘一起使用AND1門選通并產(chǎn)生RZ波形（圖2b）。這個RZ信號隨后連接到作為分頻器的D觸發(fā)器時鐘端。接著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門輸出端的兩條線上的交變脈沖分開來。在第2條線上使用NAND門以獲得反相的波形（圖2c）。

？？圖1：NRZ到AMI轉(zhuǎn)換器使用單電源產(chǎn)生雙極脈沖。

由于NAND的延時要大于AND門，因此在AND3輸出端使用AND4進(jìn)行補(bǔ)償（可以根據(jù)所用的邏輯系列器件改變）。AND4和NAND門的輸出驅(qū)動75Ω電阻，進(jìn)而在門輸出端有效地增加電壓。如果兩個輸出都是高電平，電阻連接處的電壓就是高電平。如果其中一個輸出端是低，另一個是高，電阻連接處的電壓就是半高電平。當(dāng)兩個輸出端都是低電平時，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(fù)脈沖。這個信號通過隔直電容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輸出端出現(xiàn)的很小尖峰，不過這些尖峰不會在實(shí)際使用中產(chǎn)生問題。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。