曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼的區別

數字加密技術在通訊通道的資料傳輸中起著至關重要的作用。曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼是兩種高效傳輸數字資料的好方法。本文旨在全面比較這兩種編碼方案，並突出它們的獨特特性、優勢和區別。曼徹斯特編碼以其簡單性和廣泛應用而聞名，它利用每個位元週期開始或結束時的轉換來表示位元值。相反，差分曼徹斯特編碼（也稱為雙相標記碼）使用轉換來傳輸值。這種重要的區別導致了一些相互矛盾的特性，這些特性會影響同步、抗干擾能力和頻寬需求。

什麼是曼徹斯特編碼？

曼徹斯特編碼是一種行編碼，它使用時鐘訊號的上升沿和下降沿來確定位元的值。它是一種雙極性訊號，這意味著它使用正電壓和負電壓兩種電平。訊號在每個位元時間內在正電壓和負電壓電平之間切換，從而產生圍繞中心線對稱的波形。

曼徹斯特編碼是一種自同步方法，這意味著它不需要傳送單獨的時鐘訊號與資料一起傳輸。相反，時鐘訊號嵌入在資料本身中。這使得接收器更容易同步，並確保訊號以正確的速度傳輸。

什麼是差分曼徹斯特編碼？

這種方法用於電信和計算機網路。它是曼徹斯特編碼的一種變體，被廣泛用作透過通訊通道傳輸資料的方法。

在這種編碼中，每個值由一個轉換來表示，而不是像普通曼徹斯特編碼那樣由前沿或後沿來表示。開始時表示為1，當發生轉換時表示為0。這種編碼技術的主要優點是它能夠提供同步和自同步功能。由於轉換始終位於位元週期的中間，因此接收器可以很容易地在沒有單獨的時鐘訊號的情況下檢測到每個位元的開始和結束。這在發射器和接收器之間精確的時鐘同步是一個挑戰的情況下尤其有用。

此外，差分曼徹斯特編碼對由噪聲和干擾引起的錯誤具有免疫力。轉換傳達了值，因此影響轉換之前和之後訊號電平的噪聲不會誤解位元值。此外，每個位元邊界處轉換的存在有助於錯誤檢測。

這種編碼技術的一個缺點是，由於每個位元邊界都會發生轉換，因此它需要比其他方案兩倍的頻寬。但是，這種缺點通常可以透過它在同步和錯誤檢測方面提供的優勢來減輕。

總的來說，差分曼徹斯特編碼是一種可靠且高效的透過通訊通道傳輸數字資料的方法，尤其是在時鐘同步和抗干擾能力是重要考慮因素的情況下。

曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼的區別

差異如下表所示：

區別依據	曼徹斯特編碼	差分曼徹斯特編碼
轉換位置	在位元邊界上轉換（前沿/後沿）。	在位元週期的中間轉換。
位元表示	從低到高轉換的位元表示為1，從高到低轉換的位元表示為0。	開始時表示為1，當發生轉換時表示為0。
時鐘恢復	同步需要外部時鐘訊號。	自同步。透過每個位元邊界處的轉換實現同步。
抗干擾能力	容易受到噪聲和干擾的影響。	對噪聲和干擾引起的錯誤具有魯棒性，因為位元值是由中間轉換決定的。
頻寬需求	它需要的頻寬與原始訊號相同。	由於每個位元邊界都會發生轉換，因此它需要的頻寬是其他編碼方案的兩倍。
應用	標準標籤過濾、磁條卡和基本的通訊框架。	區域網 (LAN)、乙太網和高速通訊框架。

結論

曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼提供了不同的數字資料傳輸方法。由於曼徹斯特編碼依賴於外部時鐘同步，因此它容易出現同步問題。另一方面，差分曼徹斯特編碼透過每個位元邊界處的轉換提供自同步能力，從而確保可靠的同步。

此外，差分曼徹斯特編碼對由噪聲和干擾引起的錯誤更具容忍性。每個位元週期內轉換的存在有助於即使在訊號失真情況下也能準確檢測位元值。但是，由於每個位元邊界處都存在轉換，因此這種優勢是以更高的頻寬需求為代價的。

Pranavnath

更新於：2023年7月18日

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