Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30 32

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (827.59 KB, 28 trang )

Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

1
Phần 1:kỹ thuật điều xung m PCM

*Điều xung mã PCM là quá trình biến đổi tơng tự sang số ( A/D ) trong đó
thông tin đầu vào dới dạng các mẫu tín hiệu tơng tự đợc biến đổi
thành các tổ hợp mã nối tiếp ở đầu ra

* Điều xung mã PCM bao gồm 3 quá trình:
1.lấy mẫu
2.lợng tử hoá
3.mã hoá

m hoá
S(t)
lợng
tử
hoá
lấy mẫu
Tổ hợp mã

1.1:lấy mẫu :

*Là quá trình rời rạc hoá tín hiệu tơng tự đầu vào theo tần số lấy mẫu f.

Để có thể khôi phục lại đợc tín hiệu thì tần số lấy mẫu phải thoả mãn
tiêu chuẩn Naikit.

Tiêu chuẩn Naikit - tần số lấy mẫu tối thiểu để có thể khôi phục lại
đợc tín hiệu mà không bị méo - :
f f
s

f
s
= 2 B
w

trong đó : f
s
: tần số Naikit
2B
w
: bề rộng phổ của tín hiệu
S
m
(t) S(t)
Thiết bị nhân
m(t)
S
m
(t):tín hiệu đã đợc rời rạc hoá
Trong đó:
S(t): tín hiệu tơng tự đầu vào
m(t): xung lấy mẫu
Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

2

*Các nhiễu chồng phổ : Nếu các tín hiệu tơng tự S(t) đợc gián đoạn
hoá với tần số lấy mẫu f< 2B
w
thì tín hiệu gốc không thể đợc khôi
phục lại mà không bị méo .Méo ở tín hiệu ra đợc hình thành là do các
dải biên của tần số lấy mẫu rơi vào phổ gốc (các băng bên có phần
trùng lên nhau)và không thể tách chúng ra đợc bằng bộ lọc .

1.2:Lợng tử hoá : Là chuyển một xung sau khi đã lấy mẫu thành một
xung có biên độ bằng mức lợng tử gần nhất .Đây là quá trình cơ bản
nhất của kỹ thuật PCM vì nó cho phép chuyển một tín hiệu tơng tự sang
một tín hiệu số .

*Ưu điểm : lợng tử hoá tín hiệu đã đợc lấy mẫu giảm đợc ảnh hởng của
tạp âm trong hệ thống .Lợng tử hoá hạn chế số lợng các mức cho phép
của tín hiệu đã lấy mẫu và chuẩn bị để chuyển tín hiệu gốc từ dạng tơng
tự thành dạng số .Nếu sự phân biệt giữa các mức lợng tử lớn hơn so với
sự rối loạn do tạp âm gây ra thì máy thu dễ dàng xác định đợc mức riêng
đã phát đi.

*Nhợc điểm: do có sự sai lệch giữa giá trị thực và gía trị mức lợng tử nên
sẽ sinh ra tạp âm lợng tử .
-B
w
B
w
Phổ tín hiệu đầu vào
Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

3

-Tạp âm lợng tử thờng đợc biểu thị dới dạng công suất tạp âm trung
bình so với công suất tín hiệu trung bình .Hay là tỷ số tín hiệu trên
méo (S/D) hoặc tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/N).
-Sự chênh lệch giữa trị số gốc của xung lấy mẫu và trị số khôi phục dựa
trên mức lợng tử gần nhất đợc gọi là công suất nhiễu lợng tử hay
méo lợng tử .

1.2.1:lợng tử hoá tuyến tính(đều)
* là lợng tử hoá có các mức lợng tử bằng nhau.
Khoảng cách giữa các mức lợng tử đợc xác định theo công thức:

(
)
(
)
p
tXtX
minmax

-Trong đó:
p : số lợng các mức lợng tử
X
max
,X
min

: giá trị cực đại và cực tiểu cho phép
Giả sử:

aXX 2
minmax
=
Thì khoảng cách giữa các mức lợng tử là:
p
a2

Các mức ngỡng là cách đều nhau .Đối với lợng tử tuyến tính thì mức
lợng tử sẽ nằm giữa các mức ngỡng

Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

4
-Ta có sai số lợng tử e(t) đợc xác định theo biểu thức sau:
e
p
(t) = x
p
(t) x(t)
-Sai số lợng tử này xuất hiện những tạp âm ngẫu nhiên có công suất e
2

-Ta giả thiết bộ lợng tử tuyến tính có khoảng động là 2a
(từ a dến +a)nếu bộ lợng tử có cấu trúc các mức lợng tử đều p thì
khoảng cách giữa các mức là :
p

a
A
2
=

Hay
()
p
a
te
p
hoặc là
()
2

te
p

-Điều này có nghĩa là sai số cực đại cho phép xảy ra tại mức ngỡng
quyết định x
i
) và biên độ bằng /2 kể từ các mức lợng tử .Nừu giả
thiết rằng tín hiệu vào là ngẫu nhiên và sác xuất xuất hiện trong phạm
vi (-a/p ,+a/p) là nh nhau thì hàm mật độ xác suất của nó đợc xác
định theo phơng trình
()
a
p
ef
p

2
=

và hàm khối lợng xác suất :
()
p
mXQ
i
1
==
Ta có :
X
2
= x
2
f(x) dx
nên suy ra

==
2
2
22
3
2
p
a
de
a
p
ee

pp

vì
p
a
2
= nên ta có công suất tạp âm
12
2
2

== eN

-Loại tạp âm này chỉ liên quan đến khôi phục tín hiệu ở máy thu và là loại
tạp âm thực tế xuất hiện ở đầu ra bộ lợng tử hoá .Sử dụng phơng
pháp ngẫu nhiên rời rạc nhận đợc :
X
2
= X
i
2
. Q(x = x
i
)
Ta có :

==
p
x
p

mS
pi
1
.
1
.
22

-Các mức lợng tử chỉ xảy tại các khoảng lẻ /2 : m
i
= i . /2
-Số lợng các mức lợng tử trong thực tế có tính đến cả mức 0 ,dơng và
âm nên công suất trung bình của tín hiệu trong biểu thức trên đợc
tính gấp đôi số mức lợng tử :
(
)
()
12
1
6
1
4
2
4
.
22
2
2
22
2

2
2

=

=

==

p
pp
p
i
p
m
p
S
i

Ta có thể xác định đợc tỷ số tín hiệu tạp âm nh sau:
Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

5
() ()
1
12
.
12
.1

2
2
2
2
=

= QQ
N
S

Khi Q >> 1 và các mức lợng tử đợc mã hoá thành các từ mã b bít thì
() ()
dbbdbQ
N
S
b
62log.20log.20 ===
Khi mức tín hiệu đầu ra cố định ,số mức lợng tử tăng ,dẫn đến giảm méo
lợng tử vì sai số lợng tử giữa trị số mẫu thực đầu vào và trị số lợng
tử chỉ bằng hoặc nhỏ hơn một nửa bớc lợng tử

Nếu các mức lợng tử xếp đặt xát nhau và tạp âm nhiệt cũng nh các tạp
âm khác ở đầu vào sẽ gây ra chọn nhầm các mức lợng tử.Còn nếu các
mức lợng tử đặt cách nhau quá xa thì việc phục hồi tín hiệu gốc là
không thể phục hồi đợc vì méo lợng tử quá lớn.

Để khắc phục điều này ta có thể sử dụng một số biện pháp sau:

-Sử dụng bộ lợng tử tuyến tính đặt sau bộ nén.Bộ nén là bộ khuyếch đại

phi tuyến đối với tín hiệu đầu vào bộ lợng tử.Nó có chức năng
chuyển phân bố tín hiệu dới dạng gauss thành phân bố đồng đều hơn
.Bộ khuyếch đại phi tuyến bù có đặc tính giống nhau nhng ngợc lại
để gạt bỏ méo đã áp vào tín hiệu vào xuất hiện sau khi truyền dẫn ,
giải mã và khôi phục tín hiệu

-Sử dụng bộ lợng tử phi tuyến có bớc lợng tử nhỏ đối với tín hiệu vào
mức thấp .

-Sử dụng bộ lợng tử tuyến tính có khoảng cách giữa các mức quyết định
giảm nhỏ một cách đáng kể bằng cách tăng số mức lợng tử

1.2.2:lợng tử hoá phi tuyến (nén):
-Nén là phơng pháp lấy các mức lợng tử khác nhau.

-Luật lợng tử logarit đợc sử dụng trong nén và giãn ,trong đó biến đầu
vào x đợc chuyển thành biến y theo quan hệ
y=log x
và quan hệ ng
ợc lại đợc sử dụng khi khôi phục biến đầu vào tại đầu
ra của hệ thống nhờ bộ giãn .Mối quan hệ này đợc cho phép tăng các
mức trong cùng tín hiệu thấp và mở rộng bớc lợng tử tỷ lệ với mức
tăng của tín hiệu vào .Kết quả là nén biên độ tín hiệu thoại làm giảm
phạm vi động và tạo ra tỷ lệ công suất tín hiệu trung bình tạp âm
lợng tử cao hơn so với bộ lợng tử đều đối với tín hiệu vào Gauss.

*Các luật nén thông dụng là :
Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

6
-Luật nén :
()
()
()
x
x
x
YxCY sgn
1ln
1ln
max
max

+

+
==

Xấp xỉ tín hiệu lớn và nhỏ:
()
1
1
ln

ln
ln
max
max
max
max
max
max

==
x
x
khi
x
x
khi
x
x
Y
x

x
Y
xCY

Trong đó :
-X
max
: là điện áp cực đại của tín hiệu vào
- thờng là tham số (=100 hoặc =255)
-Y là tín hiệu đầu ra bộ nén đi đến bộ lợng tử đèn (nó có trị số cực đại là
Y
max
).

-Luật nén A:

()
1
1
1
0
ln1
ln1
1ln

max
max
max
max
max
max

+

+
+
==
x

x
A
khi
Ax
x
khi
A
x
xA
Y
A
x
x
A
Y
xCY

A thờng chọn là 87.6
X
max
là điện áp cực đại của tín hiệu vào
Y là tín hiệu đầu ra của bộ nén
-Cả hai tham số A và đợc xác định một cách chính xác đối với dặc
tính nén .Trị số nén của chúng càng lớn thì hiệu quả càng cao .Việc sử
dụng các điôt để tạo ra đặc tính nén giãn nảy sinh ra vấn đề là phối
hợp giữa đặc tính nén và đặc tính giãn.ở mỹ và châu âu đã sử dụng kỹ
thuật nén giãn số nhờ việc gần đúng hoá đặc tính logarit thành các
đờng gãy khúc .
-Cả hai phơng pháp mã hoá và phơng pháp nén là đồng thới đợc tiến
hành qua bớc nén số số hoặc tự mã hóa mà không thêm những

mạch riêng rẽ khác bởi sử dụng tính chất tuyến tính của phơng pháp
nén đoạn trong số
Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

7

1.3:M hoá :

-Mã hoá là quá trình so các giá trị rời rạc nhận bởi các quá trình lợng
tử hoá với các xung mã .Thông thờng các mã nhị phân đợc sử
dụng cho việc mã hoá là các mã nhị phân tự nhiên.Các mã gray
(các mã nhị phân đơn và các mã nhị phân kép) phần lớn các ký hiệu
mã so sánh các tín hiệu vào với điện áp chuyển để đánh giá xem có
các tín hiệu nào không .Nh vậy mỗi một bộ chuyển đổi D/A hoặc
bộ giải mã là cần thiết cho việc tạo điện áp chuẩn .Ví dụ về bộ lợng
tử tuyến tính .Số lợng mức lợng tử p là 2
b
(trong đó b là số lợng
bit biểu diễn cho p mức lợng tử riêng biệt )
-giả sử nếu có 16 mức lợng tử thì b= 4 gồm các từ mã nh :
0000= 0
V
.1111=15
v

-Tuy nhiên nếu mẫu cực đại không phải là 15 v mà bằng một mức nào
đó là 2a thì mỗi mức cách nhau là p/2a và mỗi từ mã xắp xếp ứng với
một mức nh trên .Trong hệ thống PCM dùng từ mã 8 bit có nghĩa là

p = 256 mức hay mức tơng ứng với 258 từ mã 8 bit .Tuy nhiên
trong trờng hợp của luật các từ mã đợc lập nh sau:
bit phân cực =(0,1)
bit phân đoạn = (000111)
bit phân bớc = (00001111)
cực + của dạng sóng tín hiệu tơng ứng với bit cực 0
cực - của dạng sóng tín hiệu tơng ứng với bit cực 1

Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

8

1.4:tái lợng tử v giải m:
-Toàn bộ phần này có liên quan đến mã hoá . Trong thực tế thì quá trình
lợng tử và mã hóa trong bộ biến đổi tơng tự số không tách rời nhau
.Đầu thu của hệ thống ,tại điểm mà các bit số đợc tái tạo nhờ thiết bị
sử lý tín hiệu thu,các từ mã tin phải đợc giải mã .Bớc đầu tiên trong
quá trình thu của kỹ thuật PCM là tách tín hiệu từ tạp âm .Chức năng
này đợc thực hiện thông qua tái lợng tử ,trong đó bộ lấy mẫu tiến
hành quyết định digit thu đợc mức lôgic 1 hoặc 0.dãy bit số sau khi
đợc phục hồi đa đến bộ giải mã tại đây bộ biến đổi số tơng tự
(D/A) hoạt động ngợc lại so với bộ mã hoá để chuyển các từ mã số
thành các mức lợng tử rời rạc đầu ra bộ giải mã là các xung lấy mẫu
nhiều mức lợng tử đặc trng cho tín hiệu PAM lợng tử .Sau đó tín
hiệu này đợc lọc để khử các tần số nằm ngoài băng âm thoại ,K ết
quả là thu đợc tín hiệu sau khi lọc giống tín hiệu tơng tự ở phía phát
.Để giúp cho bộ lấy mẫu hoạt động chính xác,tin tức về thời gian đợc
phát kèm theo từ mã.

Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

9
Phần 2: hệ thống kênh PCM N tổng quát v
PCM 30/32

2.1:sơ đồ khối bộ ghép PCm - n :

-Sơ đồ này ghép N kênh thoại ,kênh đồng bộ và kênh báo hiệu thành
luồng bít.Bộ ghép PCM 24 có tốc độ bit bằng 1544 kbit/s,bộ ghép
PCM -30 có tốc độ bít bằng 2048 kbit/s .Đôi dây âm tần đợc nối vào
máy đầu cuối thuê bao,thiết bị truyền số liệu Sau đây phân tích hoạt
động của bộ ghép tín hiệu thoại.

-bộ sai động SĐ tách tín hiệu thoại thu và phát riêng biệt .Tại nhánh phát
có bộ lọc thông thấp để hạn chế băng tần tiếng nói từ 300ữ3400
Hz,mạch lấy mẫu là một chuyển mạch điện tử đóng mở theo chu kỳ
125 s bộ mã hoá biến đổi mỗi xung lấy mẫu thành 8 bit và khối ghép
kênh ghép tín hiệu thoại ,tín hiệu đồng bộ và báo hiệu thành một
khung có thời hạn 125 s .Đầu ra các mạch lấy mẫu đấu song song với
nhau , vì vậy xung lấy mẫu của các kênh đợc ghép theo thời gian và
lần lợt đa đến bộ mã hoá.Trong bộ ghép PCM 24 dùng bộ mã hoá
nén số -255 và đặc tính biên độ có 15 đoạn.Trong bộ ghép PCM 30
dùng bộ mã hoá nén số A = 87,6 và đặc tính biên độ có 13 đoạn .Dãy
xung 2048 kbit/s đầu ra bộ tạo xung phát của PCM 30 và 1544 kbit/s
SĐ
SĐ
Lấy
mẫu
Lấy
mẫu
Chọn
xung
kênh
Chọn
xung

kênh

Mã
hoá
Giải
mã
Tách
kênh
Ghép
kênh
Lập mã
đờ
n
g

Giải mã
đờ
n
g

Tách
XĐB
Bộ tạo
x
u
n
g

t
h
u
Bộ tạo
x
u
n
g

p
h
át
XĐB và báo hiệu
Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

10
của PCM 24 qua bộ chia để tạo ra xung điều khiển các mạch lấy mẫu
8 kbit/s ,điều khiển các bộ mã hoá Báo hiệu từ các thuê bao đợc đa
tới khối xử lý báo hiệu.Tại đây báo hiệu đợc chuyển đổi thành các bit
để ghép vào khung.Dãy bit hai mức đầu ra khối ghép kênh qua khối
lập mã đờng chuyển thành dãy bit 3 mức và đi ra ngoài .

-Tại nhánh thu ,dãy bit 3 mức từ ngoài đi vào khối giải mã đờng để
chuyển thành dãy bit 2 mức.Khối tách kênh tách luồng bit đầu vào
thành 30 kênh thoại .kênh đồng bộ và kênh báo hiệu .Khối báo hiệu
chuyển các bit báo hiệu thành tín hiệu báo hiệu ban đầu ,chẳng hạn
báo hiệu đa tần các digit bộ số thuê bao ,xung điều khiển rơle xung
đồng bộ đa tới khối tạo xung thu để khởi động bộ chia xung và tạo ra

các khe thời gian đồng bộ với phía phát.các từ mã 8 bit của 30 kênh
thoại đa tới bộ giải mã để chuyển thành các xung lợng tử ,qua bộ
chọn xung kênh và bộ lọc thông thấp tách ra tín hiệu thoại analog .Tín
hiệu thoại analog qua bộ sai động đi vào máy điện thoại .Bộ chọn
xung kênh là một chuyển mạch điện tử đóng mở theo tôc độ và pha
của bộ lấy mẫu ở phía phát. Đầu vào bộ chọn xung kênh đấu song
song với nhau và mỗi bộ chỉ cho xung kênh mình đi qua .Nói một
cách khác tách kênh theo thời gian đợc thực hiện tại đây.

2.2:cấu trúc khung v đa khung của bộ ghép PCM
30:
2.2.1:cấu trúc khung và đa khung:
Cấu trúc khung và đa khung của bộ ghép PCM 30 nh hình dới:

F15F9
25
S
179
21
1

b4
24 13
Si
S
F2
0
F12
15 25

b5
1

29
8
F4 F14
14
7
b3
Khung
b8
F5
8 26 3111
S
12 22
29
b6
17
CH
S 0
4
0
26 14
F13
SS
T
MF
=125s x 16 = 2 ms
3
Đa khung

16 khung
TS - Khe thời gian
1 23
0

6 18
A
20
11 19
T
F
= 125s
0
10
TS
1 22
b2
4
Các khung lẻ
27
F8
13
0
16
F6
28 5
CH - Kênh
F0 F3 F11
15
6

Khung F0
16
F10
73
S
2
Chú thích:
24
20182
0
19
30
S

0
F1
1210
Các khung chẵn
Cấu trúc khung và đa khung của bộ ghép PCM 30
F7
27
b7
1

30
23
11
5 21
b1

28
9
Si

S
Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

11
-Khung có thời hạn 125 s đợc chia thành 32 khe thời gian bằng nhau
và đánh số thứ tự từ Ts
0
Ts
31
.Mỗi khung gồm có 256 bit và chu kỳ
lặp lại của khung bằng 8000Hz .Mỗi đa khung kéo dài trong 2 ms và
chứa 16 khung.các khung đợc đánh số thứ tự từ F
0
F
15
, trong đó 6
khung mang chỉ số chẵn và 6 khung mang chỉ số lẻ.

-Các khe Ts
0
đứng đầu các khung chẵn gồm bit Si đợc sử dụng cho quốc
tế (nếu không dùng thì cài đặt bằng 1) và 7 bit còn lại là từ mã đồng
bộ khung 0011011.Các khe Ts
0
đứng đầu các khung lẻ gồm bit thứ 1

Si dùng cho mạng quốc tế ,nếu không sử dụng đặt Si = 1,bit thứ 2 luôn
có lôgic 1 để tránh phỏng tạo từ mã đồng bộ khung , bit thứ 3 dùng
cho cảnh báo xa khi mất đồng bộ khung ,5 bit S còn lại dành cho quốc
gia .khi trạm đầu xa không thu đợc từ mã đồng bộ khung sẽ đặt A =1
và truyền về trạm gốc.

-Khe thời gian Ts
16
của khung F
0
truyền từ mã đồng bộ đa khung vào vị trí
các bit thứ 1 đến bit thứ 4 ,bit thứ 6 truyễn cảnh báo xa khi mất đồng
bộ đa khung (A=1),các bit S dành cho quốc gia ,nếu không sử dụng
đặt S =1

-Các khe thời gian Ts
16
của khung F
1
F
15
dùng để truyền báo hiệu .Báo
hiệu của mỗi kênh thoại đợc mã hoá thánh 4 bit a,b,c,d và ghép vào
nửa khe thời gian Ts
16
.nửa bên trái truyền các báo hiệu của các kênh
thoại thứ 1 đến 15 ,và nửa trái truyền báo hiệu các kênh thoại từ 16
đến 30.Nh vậy phải có 16 khe thời gian Ts
16
trong một đa khung mới

đủ để truyền báo hiệu và đồng bộ đa khung.Đó cũng là lý do tại sao
mỗi đa khung chứa 16 khung .Nếu các bit abcd không dùng cho báo
hiệu thì đặt b= 1,c=0,và d=1 ngoài ra cũng cần lu ý cấm sử dụng tổ
hợp 0000 để truyền báo hiệu vì nó trùng với từ mã đồng bộ đa
khung.phơng thức báo hiệu đã trình bầy trên đây gọi là báo hiệu kênh
kết hợp CAS

-Ngoài ra còn có phơng thức báo hiệu kênh chung CCS ,trong đó báo
hiệu của các kênh thoại đợc truyền trên một đờng riêng .điển hình
của CCS là hệ thống báo hiệu số 7 (CCSS-7)

-Trong trờng hợp PCM 30 đợc sử dụng để truyền số liệu thì bit Si trong
khe thời giai Ts
0
là bit kiểm tra d chu trình CRC.(xem bảng )

Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

12

Bit 1 đến bit 8 của TS
0
T.T

khung
Si 2 3 4 5 6 7 8
0 Ci 0 0 1 1 0 1 1
1 0 1 A S S S S S
2 C2 0 0 1 1 0 1 1
3 0 1 A S S S S S
4 C3 0 0 1 1 0 1 1
5 1 1 A S S S S S
6 C4 0 0 1 1 0 1 1
7 0 1 A S S S S S
8 C1 0 0 1 1 0 1 1
9 1 1 A S S S S S
10 C2 0 0 1 1 0 1 1
11 1 1 A S S S S S
12 C3 0 0 1 1 0 1 1
13 E 1 A S S S S S
14 C4 0 0 1 1 0 1 1
15 E 1 A S S S S S

Bảng 1.1 tóm tắt chức năng các bit của khe thời giai Ts
0
trong mỗi đa
khung 16 khung .

-Cũng có thể xem đa khung gồm 2 đa khung con , đa khung con thứ nhất
gồm khung 0 7 và đa khung con thứ 2 từ khung 8 15.Bit Si trong các
khung chẵn của mỗi đa khung con là các bit kiểm tra d chu trình
C1C2C3C4(CRC 4).bit Si trong các khung lẻ của đa khung tạo thành
từ mã đồng bộ đa khung CRC-4,bit E trong khung 13 chỉ thị lỗi bit của
đa khung con thứ nhất và bit E trong khung 15 chỉ thị lỗi bit CRC 4

của đa khung con thứ 2.

-Tính toán các bit CRC:

-CRC là số d của phép chia đặc biệt và đợc diễn giải nh sau :

-Muốn tính CRC trong đa khung con N phải căn cứ vào đa khung con N-
1.tống số các bit thông tin trong đa khung con N-1 (không tính các bit
CRC trong đa khung con này)đợc xem nh một số nhị phân lớn. Số
nhị phân này đợc triển khai thành một đa thức và đợc gọi là đa thức
đặc trng .Bậc của đa thức đặc trng ít hơn số lợng bit trong số nhị
phân một đơn vị,số lợng số hạng của đa thức bằng số lợng các bịt 1
trong số nhị phân.trớc hết nhân đa thức đặc trng với x
m
, m = số bit
trong từ mã CRC.sau đó đem tích số này chia (môdun 2) cho đa thức
sinh và số d của phép chia chính là giá trị các bit trong từ mã CRC
Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

13
của đa khung con N .đa thức sinh là một số nhị phân bé và đợc chọn
một cách hợp lý.

-Phía thu tiến hành giải mã CRC nh sau:

-tiếp nhận đa khung con N-1,thay các bit CRC trong đa khung con N-1
bằng các bit 0 ,triển khai nội dung của đa khung con này thành đa thức
đặc trng .Nhân đa thức đặc trng với x
m

,chia tích số này cho đa thức
sinh.
-Số d của phép chia đợc ghi lại và so sánh với bit tơng ứng của CRC
trong đa khung con N .
-Nếu các bit của phần d trong đa khung con N-1 trùng hợp với các bit
trong CRC thuộc đa khung con N thì đa khung con N-1 không có lỗi.

-Để hiểu rõ những điều đã trình bầy trên đây lấy một vài ví dụ:
Thí dụ 1
:Khối số liệu truyền chẳng hạn là một số thập phân lớn :

45674859

Đem chia số này cho 97 sẽ đợc số d là một số nguyên nằm trong
khoảng từ 0 96 Đem khối số liệu nhân với 100 đợc

4567485900

Bây giờ đem tích số này chia cho 97 sẽ đợc số d bằng 49 .điều chỉnh số
mới này sao cho nó chia hết cho 97.muốn vậy cộng thêm phần bù 97
của 49 là 48 vào khối số liệu ban đầu mà vẫn không che lấp số liệu và
đợc:

4567485948

Dãy số cuối cùng này chia hết cho 97 và số d bằng 0.Khối số liệu cuối
cùng này chứa khối số liệu ban đầu đợc truyền đi và nếu bị lỗi thì
phía thu dễ dàng phát hiện thông qua phần d khác 0

Phơng pháp thứ 2 của CRC là truyền đi khối số liệu ban đầu sau khi đã

nhân với 100 là

4567485900

Còn phần d hợp vào khối số liệu tiếp theo để truyền đi phía thu đem chia
4567485900,cho 97 đợc phần d là 49 .Đem phần d này so sánh với
phần d gộp vào khối số liệu tiếp theo và xác định đợc khối số liệu
hiện tại có bị lỗi hay không .
Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

14
Thí dụ 2:Tính CRC-4:
-Phía phát thiết bị PCM 30 hình thành các đa khung con gồm 8 khung
,mỗi khung có 256 bit , vì vậy đa khung con chứa 2048 bit.Giả thiết
trong số 2048 bit này của đa khung N-1 có 1201 bit 1 ,tức là tổng số
bit bằng 1201.chuyển 1201 thành số nhị phân có chiều dài là :

10010110001

Triển khai số nhị phân này thành đa thức đặc trng sau đây:
x
10
+x
7
+x
5
+x
4
+x

0

nhân đa thức đặc trng với x
4
đợc:
x
14
+x
11
+x
9
+x
8
+x
4

chia cho đa thức sinh x
4
+x+1:

)(101
03
04
34
347
7
458
4578
569
46789

6710
48910
101114
0345610
04
4891114
soduxxx
xxx
xx
xxx
x
xxx
xxxx
xxx
xxxxx
xxx
xxxx
xxx
xxxxxx
xxx
xxxxx
=++
++
+
++
+++
++++
+++
+++++
+++

++++
++
+++++
++
++++++

Các bit d 1011 đợc đặt vào vị trí các bit C1,C2,C3,C4 của đa khung con
N
đa khung con N-1 truyền đến phía thu và đếm đợc tống số bit 1 bằng
1201 ,chuyển đổi thành số nhị phân 10010110001.triển khai số nhị
phân thành đa thức đặc trng :
x
10
+x
7
+x
5
+x
4
+x
0

nhân đa thức đặc trng với x
4
và chia tích số này cho đa thức sinh
x
4
+x+1 đợc số d là 1011.Đem số d 1011 so sánh với số d đã đặt
trong đa khung con N mà phía phát chuyển tới (1011) ,nh vậy không
có lỗi trong đa khung con N-1.Sơ đồ cài đặt và xử lý CRC-4 nh sau:

Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

15

Phần d

C1
C3
C1

Sơ đồ hình thành và xử lý phần d CRC-4

(ĐKC N-1) . x
4

C2
C4 C4
Đa thức sinh C3
(ĐKC N+1)
C4
C1
Hớn
g
thu
C2
C4
C3
Đa thức sinh

C2
(ĐKC N)

So sánh
p
hần
d

C3
C2
C4

(ĐKC N)
So sánh
p
hần d

C1
Đa khung con N+1

C4
C3
C3
C4
C3

(ĐKC N-1)
Đa khun
g
con N
Đa thức sinh
C1
C1
Hớng phát

(ĐKC N-1)
C4
C2
Đa khung con N-1
Đa khung con N+1
C2(ĐKC N) . x
4

Đa khung con N-1
C1
Đa khun
g
con N
Phần d

(ĐKC N) . x
4
(ĐKC N+1)
C2
Phần d

C3
C1
Phần d

(ĐKC N-1) . x
4
C2
Đa thức sinh
Đề tài:Thiết kế khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 nhóm 4-ĐT03-K45

16
Phần 3: sơ đồ khối bên thu của hệ thống pcm
30/32

-Bên thu nhận đợc dòng tín hiệu số dới dạng mã đờng dây,mạch giải mã
sẽ chuyển đổi mã HDB3 thành mã nhị phân ,đồng thời sẽ khôi phục xung
nhịp CLK điều khiển định thời thu làm việc để đồng bộ với định thời
phát.
-Bên thu kiểm tra đồng bộ bằng cách mang dòng thông tin đến để kiểm tra
.Đồng bộ đa khung đợc kiểm tra trớc ,sau đó đến đồng bộ khung chẵn
,khung lẻ.Khi 3 định thời đã thoả mãn thì nó sẽ thiết lập trạng thái định
thời thu trùng với định thời phát rồi bắt đầu làm việc.
-Sau khi dòng số đợc chuyển sang dạng nhị phân .dòng số này sẽ đi vào bộ
Demux (bộ tách kênh).Trong Demux có mạch tái tạo xung đồng hồ để
kích cho định thời thu hoạt động .Bộ định thời thu có nhiệm vụ tạo ra các
xung định thời gian cho từng bit q
0
ữq
7
,xung định thời cho các khe Ts
0
ữTs
31
.
-Dòng số 2.048 sẽ qua mạch cảnh báo nhận dạng từ mã đồng bộ đa
khung,khung.Nếu mạch nhận dạng nhận ra các mã đồng bộ đúng thì nó
sẽ điều khiển cho định thời thu đồng bộ với định thời phát.Khi các mã
đều đúng thì mạch tách tín hiệu và thông tin mới đợc phép hoạt động.
-Tín hiệu thoại đợc đa qua bộ đảo bit và các bộ giải mã cũng đợc điều
khiển theo đúng th tự thời gian bằng các xung Ts
n
lấy từ bộ định thời
thu,tín hiệu sẽ đợc khôi phục lại dạng tín hiệu gốc.Nếu là kênh số liệu
thì nó cũng đợc đa qua bộ đảo bit để trở thành tốc độ 64Kbit nh ban

đầu.
*Sơ đồ khối bên thu:

Kiểm tra SYN
Bộ định thời thu
Decode
BI

interface BI

D
E
M
U
X
Giải mã
HDB3
Tín
hiệu
thoại

Số liệu
64Kbi
t

Tín hiệu
rung chuông

Đề tài:Thiết kế logic khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 Nhóm 4 - ĐT03 K45

17
Phần 4:Phần thiết kế:
4.1:giới thiệu:

Chúng ta sẽ thiết kế bộ tách kênh cho hệ thống kênh PCM 30/32 có đặc điểm
sau:
-Hệ thống bao gồm 28 kênh thông tin và 2 kênh số liệu
-Các kênh số liệu là kênh ở khe thời gian Ts
1
và Ts
30

-Các tín hiệu báo hiệu đợc ghép theo phơng thức phân kênh kết hợp CAS.
Để thống nhất trong quá trình trình bầy chúng ta qui ớc nh sau:

4.2: Yêu cầu kĩ thuật :

* Dòng số 2,048 Mb/s sau khi đợc bên thu nhận đợc sẽ tách làm 2 đờng:
- xung đồng hồ 2.048 KHz đợc đa đến bộ định thời thu.
- đến bộ Demux có nhiệm vụ tách mã đồng bộ đa khung , mã đồng bộ
khung chẵn ,mã đồng bộ khung lẻ,báo hiệu và tín hiệu thoại ,số liệu từ
dòng số 2,048 Mb/s tại đúng bit ,khe ,khung mà chúng đợc ghép vào ở
bên phát.Việc tách này đảm bảo đồng bộ giữa bên phát và bên thu để tín
hiệu đợc tách ra hoàn toàn chính xác

4.3:Nguyên lý hoạt động v sơ đồ khối của
Demux:

-Dòng số 2,048 Mb/s qua bộ ghi dịch để đợc biến đổi từ nối tiếp sang song

song rồi đợc đa đến các mạch nhận dạng mã đồng bộ.
-Nếu từ mã đồng bộ đa khung đúng mạch nhận dạng đồng bộ đa khung sẽ có
tín hiệu đợc tạo ra và đa đến mạch tạo xung PE để kích cho bộ định thời
thu làm việc đúng nh ở bên phát.
-Khi đã nhận dạng đúng mã đồng bộ đa khung (MK SYN) thì các mạch nhận
dạng đồng bộ đa khung chẵn (PE-SYN) và đồng bộ khung lẻ (IPE-SYN)
mới hoạt động để nhận dạng mã đồng bộ đa khung và chỉ thị.
Tín hiệu bên phát bên thu
CLK 2.048 Mb/s 2MCLK
t
2MCLK
r

2.048Mb/s 2MT 2MR
x

bộ đếm bit trong 1 khe P0,P1,P2 Q0,Q1,Q2
Các bit trong khe p0 p7 q0 q7
bộ đếm khe R0,R1,R2,R3,R4 TS0,TS1,TS2,TS3,TS4
Các khe trong khung rs
0
rs
31
ts
0
ts
31

bộ đếm khung U0.U1,U2,U3 F0,F1,F2,F3
Các khung trong đa

khung
u
0
u
15
f
0
f
15

Đề tài:Thiết kế logic khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 Nhóm 4 - ĐT03 K45

18
-Nếu đúng mã đồng bộ khung chẵn và khung lẻ thì một mạch tổ hợp tín hiệu
MK-SYN,PE-SYN,IPE-SYN và bit A đợc tách từ mã đồng bộ khung lẻ sẽ
cho phép mở cổng nhận xung đông hồ 2048KHz (từ bộ định thời thu) và
thông tin,báo hiệu.
-Sau đó thông tin đợc đa đến mạch tách số liệu và tách tín hiệu thoại để tách
ra từng kênh riêng biệt. Các tín hiệu báo hiệu đợc đa đến mạch tách báo
hiệu cho từng kênh thông tin

*Sơ đồ hệ thống tách kênh PCM 30/32:

4.4: Thiết kế cụ thể:

*4.4.1:Bộ chuyển đổi nối tiếp - song song :

-Chức năng biến đổi từ nối tiếp sang song song đợc thực hiện bởi 1 bộ ghi
dịch 8 bit 74LS164.
-Giả sử có một mã thông tin :b
0
,b
1
,b
2
,b
3
,b
4
,b
5
,b
6
,b
7
đa vào chân B của
74LS164.Xung đồng hồ 2,048 MHz đợc đa vào chân CK.Vì tốc độ dòng
Chuyển nối tiếp
song song
Nhận dạng
MK-SYN
Tạo xung PE
Cổng
Kiểm tra mã
đồng bộ đa
khung
Kiểm tra

PE-SYN
Kiểm tra
IPE-SYN
Tách bit
A
Tách báo
hiệu
Tách các
kênh thoại
Tách số liệu
Cổng Đảo bít
2MR
x

2MCLK

2
MR
x
2
MCLK
Bộ định thời thu
Đề tài:Thiết kế logic khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 Nhóm 4 - ĐT03 K45

19
thông tin là 2,048Mbit/s nên cứ có một sờn dơng của xung là lại có một
bit đợc dịch ra đầu ra.Nh vậy sau 8 xung CLK2M thì 8 bit dữ liệu nối tiếp
đợc chuyển sang song song ở 8 đầu ra của 74LS164.
*Sơ đồ:

*4.4.2:Tách đồng bộ đa khung :

-Khi tín hiệu số đợc biến đổi từ nối tiếp sang song song thì nó đợc đa qua
một số mạch logic tổ hợp để nhận dạng mã đồng bộ.
-Mã đồng bộ đa khung là :

-Nên bộ nhận dạng mã đồng bộ đa khung có hàm logic:

76543210
. bbbbbbbbX =
-Vậy mạch nhận dạng mã đồng bộ đa khung là mạch NAND 8 đầu vào ta
dùng 74LS30 .Khi mã đồng bộ đa khung đã đợc nhận dạng đúng lần thứ 1
có 1 tín hiệu đợc tạo ra gọi là xung PE để đa đến kích cho bộ định thời
thu.Khi bộ định thời thu hoạt động sẽ kéo theo 1 số mạch kiểm tra hoạt
động để kiểm tra mã đồng bộ đa khung ở những đa khung tiếp theo là đúng
hay sai.
-Ta sẽ thiết kế mạch kiểm tra thiết lập trạng thái đồng bộ và cho nhận thông
tin nếu mã đồng bộ đa khung đúng.
-Nếu mã đồng bộ đa khung sai 3 lần liên tiếp thì thiết lập trạng thái đồng bộ
sai chỉ thị cấm thông tin và phải thực hiện tìm đồng bộ .

* Sơ đồ mạch tách và kiểm tra đồng bộ đa khung:
b0
b1

b2 b3 b4 b5 b6 b7
0

0

0 0 1 0 1 1
b
6
b
5
b
4
b
3
b
1
b
2
+
V
CLK 2,048 MHz
5
V
7
4LS164
A
B
C
K
M
R
Q
7

Q
6
Q
5
Q
4
Q
3
Q
2
Q
1
Q
0
2
MRx
b
0
b
7
Đề tài:Thiết kế logic khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 Nhóm 4 - ĐT03 K45

20

* Nguyên lý hoạt động của mạch:
-Khi nhận đúng mã đồng bộ đa khung đầu ra của 74LS30 ở mức 0 làm ngõ ra
Q của 74LS74(2) lên mức 1 kích cho mạch tạo xung PE để đa đến bộ định
thời thu.Lúc này bộ định thời thu đã hoạt động định thời gian từ bit q0 ,khe

ts
17
,khung f
0
trở đi.
-Khi bộ định thời thu đã định thời đến đa khung thứ 2 ,trong khoảng thời gian
q0,ts
16
,f
0
=1 và CLK2M =1 thì đầu ra của 74LS20 ở mức 0 cho đầu ra NOT
ở mức 1. Đúng trong thời gian này,nếu mã đồng bộ đa khung đúng thì đầu
ra của AND 1 ở mức 1,của AND 2 ở mức 0.Do đó 74LS90(1) đợc đếm lên
1 còn 74LS90(2) vẫn ở trạng thái xoá.Đầu ra của NAND 1 và NAND 2 đều
ở mức 1 nên đầu ra Q1,Q2 của 74LS74(1) đều ở mức 0,cha có kết luận về
trạng thái đồng bộ.
-Tại thời gian q0,ts
16
,F0=1 của 2 đa khung tiếp theo,nếu đồng bộ đa khung
đều đúng thì khi 74LS90(1) đếm đến 3 thì đầu ra của NAND 1 ở mức 0 làm
cho đầu ra Q1 lên mức 1 thiết lập trạng thái đồng bộ đúng.Đèn LED báo
đồng bộ đa khung đúng sáng lên.Báo đúng từ đầu ra Q1 này cho phép mạch
tách mã đồng bộ khung chẵn và khung lẻ hoạt động ,đầu ra Q2 vẫn ở mức
0.
-Nhng nếu mã đồng bộ đa khung sai thì đầu ra AND 1 ở mức 0 ,AND 2 ở
mức 1 nên 74LS90(1) bị xoá về 0 và 74LS90(2) đợc phép đếm lên 1.Đầu
ra của 2 NAND ở mức 1,đầu ra Q1,Q2 ở mức 0,cha có kếy luận gì về trạng
thái đồng bộ.
-Nếu ở 2 đa khung tiếp theo mà mã đồng bộ đa khung vẫn sai thì 74LS90(2)
đếm đến 3 thì đầu ra NAND 2 ở mức 0 làm cho đầu ra Q2 của 74LS74(1)

lên mức 1,trạng thái đồng bộ sai thiết lập .Đèn LED báo sai đồng bộ đa
khung sáng lên,tín hiệu báo sai đợc đa đến để cấm mạch tách đồng bộ
khung chẵn và khung lẻ hoạt động ,đồng thời xoá đầu ra Q của 74LS74 (2)
về 0 không cho phép định thời thu làm việc và chờ tìm đồng bộ đa
N
AND2
N
AND1
74LS30
b7
b6
74LS20
74LS74
CK1
D1
S1
R1
CK2
D2
S2
R2
Q1
Q1
_
_

Q2
Q2
_
_

74LS74 (1)
M
KSYN
b4
q7
A
ND2
AND1
74LS90
M
S1
M
S2
M
R1
M
R2
A
B
Q
3
Q
2
Q
1
Q
0
7
4LS90 (1)

f0

7
4LS90
M
S1
M
S2
M
R1
M
R2
A
B
Q
3
Q
2
Q
1
Q
0
74LS90 (2)
ts16

+V
b0
74LS04
b1
b3

b5
b2
CLK2M
+
V
V1
S
D
CK
R
Q
_
Q
74LS74 (2)
KichPE
Đề tài:Thiết kế logic khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 Nhóm 4 - ĐT03 K45

21
khung.Khi đồng bộ đa khung đúng thì 74LS74 (2) này sẽ thiết lập xung PE
khác cho bộ định thời thu hoạt động .

*mạch tạo xung PE để kích cho bộ định thời thu:

*4.4.3:Tách đồng bộ khung chẵn :

-Sơ đồ khối chung cho phân tách đồng bộ khung chẵn và khung lẻ:

*Nguyên tắc hoạt động:
- Mạch tách đồng bộ khung chỉ hoạt động khi đã có mã đồng bộ đa khung
đúng .Mạch tách đồng bộ khung phải nhận dạng đợc mã đồng bộ khung
đúng hay sai và chỉ thị bằng LED ,chú ý rằng khung chẵn thì f
0
=0,khung lẻ
f
0
=1.
Có
Không
Có
Không
Trạng thái kiểm
tra đồn
g
b
ộ

Nhận dạng
đồn
g
b
ộ
khun
g
Chỉ thị cấm
tách thôn
g

tin
Tổ hợp
Chỉ thị cho tách
thôn
g
tin
Đúng
Đúng

đầu vào

Xung PE
Đề tài:Thiết kế logic khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 Nhóm 4 - ĐT03 K45

22
-Mạch tách đồng bộ khung chẵn làm việc tại khoảng thời gian
q
7
=1,ts
0
=1,F0=0, tại những khoảng thời gian khác mạch giữ nguyên trạng
thái cũ.
Sơ đồ mạch tách đồng bộ khung chẵn :

-Các bit của dòng số 2,048Mbit/s đã đợc chuyển từ nối tiếp sang song song
và đợc đa đến mạch nhận dạng mã đồng bộ khung chẵn.
-Cũng nh phần tách mã đồng bộ đa khung,ta cũng dùng mạch nhận dạng là
74LS30 mạch NAND 8 đầu vào.Mã đồng bộ khung chẵn là:

Ta đa các bit b
1
b
7
(không kể bit b
0
vì bit này là tuỳ định,đợc ta đặt bằng 1)
Vào 7 đầu của 74LS30 , còn đầu vào thứ 8 dành cho tín hiệu báo đúng sai của
mã đồng bộ da khung MK-SYN.

* Hoạt động của mạch:
-Tại thời gian q
7
=1,ts
0
=1,f
0
=0,nếu mã đồng bộ đa khung đúng và mã đồng bộ
khung chẵn cũng đúng thì đầu ra của 74LS30 ở mức 0,do đó mạch NOT sẽ
đặt mức 1 tại chân D của 74LS74,cùng lúc đầu ra của 74LS20 sẽ đặt vào
chân CK của 74LS74 này một xung dơng làm,đầu ra Q nhảy lên mức 1.
-Tín hiệu báo đồng bộ khung chẵn đúng đợc dẫn đến một vi mạch để điều
khiển mở cổng nhận thông tin.

-Nếu tại thời điểm này mà đồng bộ khung chẵn sai hoặc mã đồng bộ đa khung
sai thì ngõ ra Q của 74LS74 ở mức thấp, tín hiệu đồng bộ khung sai đợc
dẫn đến vi mạch để điều khiển cấm nhận thông tin.

*4.4.4: Tách đồng bộ khung lẻ và bit A :

-Mạch tách đồng bộ khung lẻ làm việc tại khoảng thời gian q
7
=1, ts
0
=1, F0=1
tại những thời gian khác mạch giữ nguyên trạng thái cũ.Vi mạch nhận dạng
mã đồng bộ khung lẻ cũng là 74LS30.Mã đồng bộ khung lẻ là :
b0
b1

b2 b3 b4 b5 b6 b7
1
0

0 1 1 0 1 1
b6
b7
CLK2M
F0
b5
b2
b1
74LS04

+
V
b4
5
V
ts0
S
D
C
K
R
Q
_
Q
P
E
-
S
YN
b3
q7
74LS20
MK-SYN
74LS30
Đề tài:Thiết kế logic khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 Nhóm 4 - ĐT03 K45

23

- Bảy bit b0,b1,b3,b4,b5,b6,b7 đợc đa vào 7 đầu vào của 74LS30 (bit

b
2
=A đợc đa riêng ra mạch tách bit A).Đầu vào thứ 8 dành cho tín hiệu
báo đồng bộ đa khung đúng sai.
Sơ đồ mạch đồng bộ khung lẻ và bit A:

- Hoạt động của mạch đồng bộ khung lẻ hoàn toàn tơng tự nh hoạt động
của mạch tách đồng bộ khung chẵn .

*Tách bit A :

-Đầu ra b2 của bộ ghi dịch 74LS164(thực hiện biến đổi từ nối tiếp sang song
song ) mang bit A đa đến vi mạch 74LS74 đợc ghi nhận chỉ thị tại thời
gian q
7
=1,ts
0
=1,F0=1, bit A đợc đa đến chân D2 của 74LS74 ,lúc này
chân CK2 của 74LS74 đợc kích một xung dơng nên bit A đợc đa ra
ngõ ra Q2 .
Nếu bên phát đồng bộ thì A=1,do đó Q2=1.

Mạch điều khiển nhận thông tin:

b0
b1

b2 b3 b4 b5 b6 b7
0
1

A 1 1 1 1 1
PE SYN
b0
74LS04
+
V
Bit A
ts0
5
V
b5
b
2
7
4LS00
N
OT(2)
CLK2M

b6
N
OT(1)
b3

IPE SYN
7

4LS74
C
K1
D
1
S
1
R
1
C
K2
D
2
S
2
R
2
Q
1
Q
1
__
Q
2
Q
2
__
IPE SYN
b7

MK SYN
b4
7
4LS11
F0
q7
7
4LS20
MK SYN
b1
7
4LS30
IPE SYN
2
M
C
LK
r
2MCLK
r
P
E SYN
2
MRx
2
MRx
7
4F125
MK SYN
74LS11

B
it A
7
4LS00
Đề tài:Thiết kế logic khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 Nhóm 4 - ĐT03 K45

24
-Các tín hiệu báo đúng hay sai của mã đồng bộ đa khung ,đồng bộ khung
chẵn,khung lẻ và bit A(từ ngõ ra Q2 của 74LS74 trên) đều đa đến vi mạch
74LS00.
-Nếu tất cả các mã đồng bộ đều đúng và bit A = 1(tức là đầu vào của 74LS00
đều ở mức cao) thì đầu ra của nó ở mức thấp , cho phép mở các cổng 3
trạng thái để nhận thông tin và xung đồng hồ đa đến mạch báo hiệu và
mạch tách kênh thông tin .
-Nếu một trong các mã đồng bộ khung sai hoặc bit A =0 (bên phát đồng
bộ)thì đầu ra của 74LS00 ở mức cao làm đóng các cổng 3 trạng thái,bên thu
không nhận thông tin mà tiến hành tìm đồng bộ .

*4.4.5:Tách báo hiệu :

-Các bit báo hiệu cho 30 kênh thông tin ở vị trí q
0
và q
4
của khe ts
16
của các
khung từ f

1
đến f
15
.

- Ta dùng 2 vi mạch phân đờng 74LS154 để tách báo hiệu cho 30 kênh thông
tin (mỗi vi mạch tách báo hiệu cho 15 kênh).Sau đó dùng các 74LS74 để
ghi nhận và chỉ thị báo hiệu.

-Hai chân E
0
, E
1
cùng ở trạng thái thấp thì vi mạch mới hoạt động đợc .Do đó
tín hiệu điều khiển mạch tách báo hiệu hoạt động đa vào chân này.

-Các chân A,B,C,D là các đầu vào địa chỉ, ứng với mỗi tổ hợp trong 16 tổ hợp
của 4 đầu vào địa chỉ thì chỉ có 1 trong 16 đầu ra Q
0
-Q
15
đợc chọn.Thời
gian 1 trong các đầu ra đợc chọn chính là thời gian tách bit báo hiệu ra.

-74LS154(1) tách bit a báo hiệu cho các kênh 1 đến kênh 15 tại thời gian
q
0
,ts

16
,nên hàm logic cho 74LS154(1) hoạt động là q
0
,ts
16
,CLK2MRx1.

-74LS154(2) tách bit a báo hiệu cho các kênh 16 đến kênh 30 tại thời gian
q
4
,ts
16
,nên hàm logic cho phép 74LS154(2) hoạt động là q
0
,ts
16
,CLK2MRx1.
Khung Khe 16

q
0
q
1
q
2
q
3
q
4
q

5
q
6
q
7
a b c d a b c d

f
1
f
2

f
14
f
15
Báo hi
ệ
u kênh 1 Báo hi
ệ
u kênh 16
Báo hi
ệ
u kênh 2 Báo hi
ệ
u kênh 17

Báo hi
ệ
u kênh 14 Báo hi
ệ
u kênh 29
Báo hi
ệ
u kênh 15 Báo hi
ệ
u kênh 30
.
Đề tài:Thiết kế logic khối đồng bộ và tách kênh PCM 30/32 Nhóm 4 - ĐT03 K45

25
-Tại từng khung(trừ khung f
0
) mỗi vi mạch 74LS154 chỉ tách bit a báo hiệu 1
lần (cho một kênh thông tin) nên ta dùng các xung đếm khung F
0
,F
1
,F
2
,F
3

đa vào các chân địa chỉ A,B,C,D của 74LS154 để ứng với mỗi khung tại
thời điểm cho phép nó sẽ tách 1 bit a báo hiệu ra.

-Mỗi đầu ra từ Q
0
đến Q
15
của 2 vi mạch 74LS154 đợc đa vào chân CK của
một 74LS74 để ghi nhận và chỉ thị báo hiệu.
*Sơ đồ mạch tách báo hiệu :

*Hoạt động của mạch :

-Tại thời gian q
0
=1,ts
16
=1 của khung đầu tiên f
0
tức là F
0
,F
1
,F
2
,F
3
=0 chân Q
0

của 74LS154(1) đợc chọn (xuống mức thấp ) nhng vì tại ts
16
của f

0
không
có báo hiệu nên ta không thể sử dụng chân này .Tơng tự chân Q
0
của
74LS154(2) cũng không sử dụng vì bit q
4
ở ts
16
,f
0
không phải bit báo hiệu.

-F
0
=1,F
1
,F
2
,F
3
=0 (khung thứ hai của đa khung ),thời gian q
0
=1,ts
16
=1 thì
chân Q
1
của 74LS154(1) xuống mức thấp ,khi lên lại mức cao sẽ kích cho
74LS74(1) làm cho bit a báo hiệu của kênh thông tin thứ nhất (a

1
) đợc tách
ra từ dòng số 2MRx,báo hiệu thuê bao sử dụng kênh này có nhấc máy hay
không. Nếu a
1
=1 thì Q=1 LED sáng báo hiệu thuê bao nhấc máy.
-Cũng tại khung này ,khi q
4
=1,ts
16
=1,chân Q
1
của 74LS154(2) đợc chọn để
tách bit báo hiệu a
16
.

74LS154(1)
E
1
E
0
D
C
B
A
1
5
1
4