Sistemas de comunicación II. Guía 4 1 Facultad: Ingeniería Escuela: Electrónica Asignatura: Sistemas de comunicación II Tema: Códigos de Línea. Contenidos Codificación AMI/HDB3 Visualización del Espectro de la señal de datos NRZ y de las señales codificadas. Decodificación de señales AMI/HDB3. Medida de la tase de error. Objetivos Específicos Describir y analizar los aspectos funcionales de los codificadores AMI/HDB3/CMI. Poner de manifiesto los aspectos característicos de las leyes de codificación utilizando secuencias de datos distintas. Analizar el espectro de las señales codificadas. Introducción teórica Codificador AMI/HDB3. El circuito codifica las señales de entrada NRZ binarias unipolares en dos salidas RZ binarias unipolares AMI o HDB3 (fig. 1). Luego, las señales unipolares se mezclan exteriormente, en el transmisor, para generar una señal bipolar ternaria AMI o HDB3. Los datos binarios NRZ de entrada son leídos en correspondencia del frente negativo del clock. La codificación se realiza en una secuencia de 4 bits. El dato codificado es suministrado en las salidas + y - del frente positivo del clock, 4 periodos de clock después de la aplicación del dato NRZ a la entrada.
2 Sistemas de comunicación II. Guía 4 Figura 1. Codificador CMI. Al codificador CMI se le aplica la señal de datos NRZ y el bit clock de transmisión. A partir de esto último se obtiene también un clock de frecuencia doble, precisado para el funcionamiento interno del codificador. Si el dato en entrada es 0, en la salida CMI se obtiene una forma de onda correspondiente a la señal de clock. Cuando el dato en entrada es 1 a la salida CMI se obtiene una forma de onda con niveles altos y bajos alternados a frecuencia de cifra. Cuando los datos son casualmente 0 ó 1, en la salida CMI se tendrá (fig. 2): Un periodo de clock en correspondencia del "0" Alternativamente un nivel alto o bajo. Por una duración equivalente al intervalo de bit, si el dato es "1". Obsérvese que el codificador suministra también la salida CMI negada. Las salidas CMI y CMI negada serán conectadas a las entradas correspondientes del transmisor. Figura 2.
Sistemas de comunicación II. Guía 4 3 Transmisor. Las señales unipolares + y - procedentes de uno de los codificadores AMI/HDB3/CMI se aplican al transmisor (Bipolar Line Driver, fig. 3). El mismo realiza la suma de la señal "+" y de la señal "-" invertida, realizando así la formación de la señal AMI/HDB3 bipolar ternaria o de la señal CMI bipolar. Materiales y Equipo Módulo T20F Módulo T20E Generador de baja frecuencia Fuente de alimentación ±12V Osciloscopio. Analizador espectral. Procedimiento Figura 3. Codificación Bibliografía AMI/HDB3 1. Predisponer el sistema de la siguiente manera Módulo T2OE. Guía 1. Desviador FAST/SLOW: FAST. CLOCK: 320 KHz Módulo T20F.Desviador AMI/HDB3: AMI.TP2O con TP3O.TP21 con TP31 Interconexiones. Cable plano entre los módulos T2OE y T2OF TP5 del módulo T2OE con TP16 del módulo T2OF AMI 2. Suministrar la alimentación de ±12v. 3. Conectar el osciloscopio a TP16 (PCM IN) y TP2O (OUT+). 4. Seleccionar en el módulo T2OE las distintas secuencias y observar que: Si los datos son todos 0 la salida está fija en cero Si los datos son todos 1, se obtiene un impulso en salida cada dos periodosde clock (TP5O); es decir, cada dos datos binarios.
4 Sistemas de comunicación II. Guía 4 Si los datos son "1/O" alternados, se obtendrá un impulso en salida cada dos bits "1" de entrada, así como también si los datos son 4x1/4x0, o si se utiliza la secuencia de 64 bits. En estos últimos casos se puede observar que el impulso codificado se suministra con retardo de cuatro periodos de clock respecto a la entrada del bit de datos. 5. Conectar el osciloscopio a TP20 (OUT+) y TP21 (OUT-), y verificar que el impulso correspondiente a la codificación de un bit "1" se suministra alternativamente a las dos salidas. HDB3 6. Coloque el desviador en posición HDB3 y verificar que, a diferencia de la codificación AMI anterior, se suministran impulsos a las salidas OUT+ y OUT-, también en presencia de secuencias con más de tres "0" consecutivos (seleccionar la secuencia 4x0/4x1 en el módulo T2OE). Señal AMI/HDB3 bipolar ternaria 7. Conectar el osciloscopio a TP32, en donde se detecta la señal AMI o HDB3 bipolar ternaria. Obsérvese que los impulsos aplicados a la entrada IN+ se suministran con polaridad positiva, mientras que los impulsos aplicados a la entrada IN- se suministran con polaridad negativa (una eventual disimetría entre impulsos negativos e impulsos positivos se puede ajustar mediante un trimer accesible por la parte trasera (consulte a su instructor). En la fig. 4 se muestran las codificaciones AMI y HDB3 de una señal de datos 4x1/4x0. Figura 4. 8. Ahora realice las predisposiciones siguientes con respecto al ejercicio anterior: TP18 con TP3O (módulo T2OF) TP19 con TP31 (módulo T2OF) TP5 del módulo T2OE con TP15 del módulo T2OF. 9. Conectar el osciloscopio a TP15 (PCM IN) y TP18 (CMI).
Sistemas de comunicación II. Guía 4 5 10. Seleccione en el módulo T2OE las distintas secuencias y observar que las formas de onda de la señal codificada reflejan lo dicho en la introducción teórica Cómo resulta la señal codificada si el dato de entrada es "1" fijo y si el dato "0" es fijo?. 11. Analizar también las formas de onda en la salida CMI negada (TP19) y TX OUT (TP32). Deberá de observarse la codificación CMI de una señal de datos 4x1/4x0, tal como aparece en la figura 5. Figura 5. Espectro de la señal de datos NRZ y de las señales codificadas. 12. Haga las conexiones necesarias en el Analizador de Espectros para visualizar las distribuciones espectrales de potencia siguientes: Señal de datos NRZ a 320 kb/s (TP5 del módulo T20E, Seleccionar SEQUENCE). Señal codificada AMI/HDB3 (TP32 del módulo T2OF). Señal codificada CMI (TP32 del módulo T2OF). Decodificación de señales AMI/HDB3. 13. Predisponer el sistema en modo AMI: Modulo T2OE Desviador FAST/SLOW: FAST Desviador STOP/READ: READ PATTERN: 4x0/4x1 CLOCK: 320kHz NOISE: mínimo LINE: 160 KHz; atenuación al mínimo Módulo T2OF Desviadores AMI/HDB3: AMI TP2O con TP3O TP21 con TP31 Desviador AMI/HDB3-CMI: AMI/HDB3
6 Sistemas de comunicación II. Guía 4 TP34 con TP26 TP35 con TP24 TP36 con TP25 insertar los puentes J8 Y J1O Interconexiones: Cable plano entre los módulos T2OE y T2OF TP5 del módulo T2OE con TP16 del módulo T2OF TP32 del módulo T2OF con TP1O del módulo T2OE Masa de TX OUT con masa de LINE IN TP11 del módulo T2OE con TP39 del módulo T2OF Masa de LINE OUT con masa de Tx IN TP29 del módulo T2OF con TP8 del módulo T2OE TP28 del módulo T2OF con TP9 del módulo T2OE 14. Analizar la señal de datos en la entrada del codificador (TP16) y en la salida del decodificador (TP29). Se deberían obtener los mismos datos (es decir, la misma forma de onda) retardados de alrededor de 9 periodos de clock. 15. Analizar juntas la señal de datos y la correspondiente señal de clock (TP29 y TP28). 16. Predisponer el sistema en modo HDB3 y efectuar de nuevo las medidas anteriores. Medida de la tase de error 17. Seleccionar la señal de datos Sequence (secuencia seudocasual de 64 bit) en el módulo T2OE y pulsar RESET. 18. El valor leído en el visualizador "BIT COUNTER", multiplicado por 10 3, corresponde al número de bits recibidos. En el visualizador "ERROR COUNTER" aparece el número de los bits recibidos con error. 19. Si no se introduce ruido en la línea no deberían haber bits en error. En caso de que hubieran, podría estar causado por una mala extracción del clock; por lo tanto, ajustar la capacidad variable (parte trasera del módulo) hasta que se pare el conteo de los bits en error. 20. Para simular condiciones reales, insertar ruido en la línea y efectuar la medida de la tasa de error efectuando las operaciones siguientes: situar el desviador en READ y poner a cero los contadores pulsando RESET cuando el numero de bits recibidos alcanza cierto valor (por ejemplo: 5000x10 3 bits) situar el desviador en "STOP" y leer los bits en error. La relación entre bits en error y bits transmitidos constituye la tasa de error de la conexión.
Sistemas de comunicación II. Guía 4 7 Medidas en la conexión CMI 21. Predisponer el sistema en modo CMI, efectuando las variaciones siguientes a las predisposiciones anteriores: Módulo T2OF TP18 con TP3O TP19 con TP31 Desviador AMI/HDB3-CMI: CMI TP33 con TP23 TP37 con TP22 Insertar puentes J7 y J9 Interconexiones TP5 del módulo T2OE con TP15 del módulo T20F. 22. Repetir las medidas ya efectuadas anteriormente para los sistemas AMI y HDB3. 23. Ahora apague el sistema, desconecte los bloques armados, guarde todo en su lugar y verifique que todo esté limpio. Análisis de resultados Guía 3 1. Presente los resultados de las preguntas del procedimiento. 2. Presente las gráficas obtenidas en la práctica incluyendo la de la distribución espectral de Guía 4 potencia. fía Investigación complementaria 1. Investigue sobre el estándar RS232 de comunicación serial. Guía 3 Bibliografía Guía 4 Guía 3 fía Student trainer mpt/ev.multiplex PCM de 4 canales con codificación de línea AMI/HDB3/CMI. Guía 4 fía
8 Sistemas de comunicación II. Guía 4 Guía 1: Códigos de Línea. Alumno: Tema: Presentación del programa Alumno: Docente: Docente: Hoja de cotejo: Docente: Máquina No: Máquina GL: No: GL: Máquina a No: Fecha: GL: 1 1 EVALUACION % 1-4 5-7 8-10 Nota CONOCIMIENTO Del 20 al 30% Conocimiento deficiente de los fundamentos teóricos Conocimiento y explicación incompleta de los fundamentos teóricos Conocimiento completo y explicación clara de los fundamentos teóricos APLICACIÓN DEL CONOCIMIENTO Del 40% al 60% ACTITUD Del 15% al 30% No tiene actitud proactiva. Actitud propositiva y con propuestas no aplicables al contenido de la guía. Tiene actitud proactiva y sus propuestas son concretas. TOTAL 100%