Codice di Linea RZ (Return-to-Zero): Definizione, Forme d'Onda, Banda e Applicazioni
Cos'è la Segnalazione RZ?
RZ (Return-to-Zero) è un codice di linea digitale dove il segnale torna a un riferimento di tensione zero durante ogni periodo di bit — tipicamente a metà. Il segnale è "alto" per la prima metà di un bit '1', poi torna a zero; per un bit '0', rimane a zero.
Confronto Forme d'Onda
Data: 1 0 1 1 0 NRZ-L: ┌───┐ ┌───────┐ │ │ │ │ └───┘ └───────┘ RZ: ┌─┐ ┌─┐ ┌─┐ │ │ │ │ │ │ ──────────────┘ └─────────┘ └─┘ └─┘
Caratteristiche Chiave
| Proprietà | RZ | NRZ |
|---|---|---|
| Componente DC | Sì (a meno che non bilanciato) | Sì (grande) |
| Auto-orologio | Sì — transizioni ogni bit | No (lunghe serie di 1/0 perdono i bordi) |
| Banda (null-to-null) | 2 / Tb = 2 × bit rate | 1 / Tb = bit rate |
| Densità spettrale di potenza | Nullo a DC (se 50% duty) | Picco a DC |
| Tensione di picco per stessa potenza media | Più alta (3 dB) | Più bassa |
| Implementazione | Semplice (AND con orologio) | Più semplice |
Varianti
- RZ-Unipolare: '1' = +V per T/2, '0' = 0. (Descritto sopra.)
- RZ-Bipolare (RZ-AMI): '1' alterna +V/−V per T/2; '0' = 0. Zero DC, forma spettrale migliore.
- Manchester (Bi-phase-L): Sempre transizione a metà bit: '1' = basso→alto, '0' = alto→basso. Auto-orologio, nessun DC, ma 2× banda rispetto a NRZ.
Applicazioni
- Fibra ottica (legacy): RZ usato nei primi SONET/SDH (OC-48/192) per gestione dispersione — larghezza impulso < T/2 riduce ISI.
- Telecomandi IR: Modulazione RZ su portante 38 kHz (protocolli RC-5, NEC).
- RFID / NFC: RZ o Manchester per backscatter tag-to-reader.
- Seriale ad alta velocità (laboratorio): RZ-DPSK, RZ-QPSK per >100 Gbps coerente ottico — impulsi stretti tollerano meglio la nonlinearità della fibra.
- Distribuzione orologio: Orologio RZ = impulsi stretti → ampio contenuto armonico per locking PLL.
Perché è Raro nei Collegamenti Rame Moderni
- Requisito di banda 2× rispetto a NRZ.
- Tensione di picco più alta → più EMI, progetto driver più difficile.
Sommario: RZ = impulso torna a zero ogni bit. Auto-orologio, nullo DC, ma 2× banda. Usato in ottica, IR, RFID, ricerca ad alta velocità. Sostituito da NRZ/PAM4 + CDR nei SerDes elettrici moderni.