Принципиальная электрическая схема кодера Хэмминга
Принципиальная электрическая схема кодера Хэмминга с поэлементным формированием проверочных элементов кода (7,4) приведена на рисунке 5. Эта схема построена в соответствии с выражениями, полученными в п. 3.6 или в соответствии с проверочной матрицей данного кода записанной в п. 3.8. Кодер включает в себя: сдвигающий регистр, осуществляющий преобразование параллельного кода в последовательный, и логические элементы сложения по модулю два, которые осуществляющие формирование проверочных символов. Количество этих элементов определяется количеством проверочных элементов кодовой комбинации.
Рисунок 5 - Принципиальная электрическая схема кодера Хэмминга (7,4)
Принципиальная электрическая схема декодера Хэмминга
Декодер Хэмминга должен не только произвести проверку на верность принятой комбинации, но и при наличии ошибки должен осуществить ее исправление, поэтому декодер содержит две части: схему определения синдрома и схему исправления ошибки. Кроме того декодер содержит регистр, который служит для преобразования последовательного кода в параллельный. Принципиальная электрическая схема декодера представлена на рисунке 6. Схема определения синдрома кода состоит из логических элементов сложения по модулю два. В них осуществляется определение проверочных символов bi’’ в соответствии с принятыми информационными символами ai’ и проверочной матрицей. В следующих сумматорах по модулю два осуществляется сложение принятых проверочных элементов с полученными на приеме, в результате чего получают синдром кода Сi. Схема исправления ошибки состоит из логических элементов И, в которых формируется сигнал ошибки для ошибочного разряда, и логических элементов сложения по модулю два, в которых и осуществляется исправление ошибочного разряда (его инвертирование). Количество элементов И и сумматоров по модулю два определяется количеством информационных элементов кодовой комбинации, т. к. ошибка в проверочной части не приводит к искажению сообщения и в дальнейшей обработке эта часть не участвует. Элементы НЕ, на входах элементов И предотвращают формирование ложных сигналов ошибки для элементов а1, а2 и аа при появлении синдрома вида 111.
Рисунок 6 - Принципиальная электрическая схема декодера Хэмминга (7,4)
Принципиальная электрическая схема кодера циклического кода
Принципиальная электрическая схема кодера циклического кода (7,4) приведена на рисунке 7.
Рисунок 7 - Принципиальная электрическая схема кодера циклического кода (7,4)
Кодер построен на многотактном фильтре (МФ) в качестве которого используется регистр. Количество D-триггеров в МФ соответствует степени порождающего полинома. Также в состав МФ входят логические элементы сложения по модулю два, их количество на один меньше ненулевых членов порождающего полинома. Данные элементы располагаются на месте нулевого члена порождающего полинома и после триггера соответствующего члену х0. В данной схеме МФ соответствует полиному G(x)=х3+х2+х0. Также в схему кодера входит два ключа в качестве которых используются логические элементы И, тактового RS-триггера и логического элемента ИЛИ.
Формирование кодовой комбинации на выходе схемы происходит за 7 тактов. За первые четыре такта на выход поступают информационные разряды: тактовые импульсы подаются на установочный вход единицы «S» RS-триггера, в результате чего открывается ключ К1 и входные информационные разряды через элемент ИЛИ поступают на выход. Одновременно информационные разряды поступают в МФ где осуществляется вычисление проверочных разрядов. С пятого по седьмой такты формируются проверочные разряды. При этом тактовые импульсы подаются на установочный вход нуля «R» RS-триггера. Ключ К1 закрывается а К2 открывается и проверочные разряды из МФ через К2 и элемент ИЛИ поступают на выход.
Принципиальная электрическая схема декодера циклического кода
Принципиальная электрическая схема декодера циклического кода (7,4) представлена на рисунке 8.
Рисунок 8 - Принципиальная электрическая схема декодера циклического кода (7,4)
Данный декодер способен только обнаруживать ошибки и не способен их исправлять. В его состав входят так же как и в кодер тактовый RS-триггер, два ключа К1 и К2, элемент формирования ошибки ИЛИ и декодирующий регистр, принцип построения которого аналогичен построения МФ кодера. Кроме того устройство содержит буферный регистр состоящий из D-триггеров и логических элементов И у которых один из входов инверсный.
За первые четыре такта информационные разряды поступающей кодовой комбинации, через К1, записываются в буферный регистр: Тактовые импульсы поступают на установочный вход единицы «S» RS-триггера и К1 открывается. Одновременно разряды кодовой комбинации поступают в декодирующий регистр, где вычисляется синдром. Если синдром кода не равен нулю, то схема или формирует сигнал ошибки «1», который поступает на вход К2. За 5 -7 такты открывается К2 и закрывается К1. В случае ошибки на входе и выходе К2 действуют единицы, а следовательно логические элементы И в схеме буферного регистра закрыты и информация хранимая в регистре стирается. Если же комбинация принята верно, т. е. синдром равен нулю, то информационные разряды поступают на выход декодера и используются для дальнейшей обработки.
Принципиальная электрическая схема декодера мажоритарного циклического кода
Принципиальная электрическая схема декодера мажоритарного кода (7,3) представлена на рисунке 9.
Рисунок 9 - Принципиальная электрическая схема декодера циклического мажоритарного кода (7,4)
Декодер включает в себя буферный регистр и схему вычисления линейных выражений. Количество ячеек буферного регистра соответствует разрядности кодовой комбинации Bip(x). Схема вычисления линейных выражений содержит логические элементы сложения по модулю два и мажоритарные элементы (М). Количество логических элементов соответствует количеству линейных выражений кода, а количество мажоритарных элементов соответствует разрядности информационной части комбинации, т. е. разрядности Ai(x).
В начале цикла вся кодовая комбинация Bip(x)’ через ключ (К) записывается в ячейки буферного регистра, причем, старший разряд а1’ записывается в триггер Т1, а2’ в Т2, а3’ в Т3, а4’ в Т4, b1’ в Т5, b2’ в Т6, b3’ в Т7. Затем ключ размыкается и происходит вычисление линейных выражений для всех информационных символов. Результаты вычисления поступают в мажоритарные элементы. Кроме этих выражений в соответствующие мажоритарные элементы поступают символы тех разрядов, для которых определяются линейные выражения. Мажоритарные элементы выносят решения о принятых символах аi. Затем информационная комбинация Аi(х) поступает на выход декодера.