曼徹斯特編碼，也叫做相位編碼(PE)，是一個(gè)同步時(shí)鐘編碼技術(shù)，在以太網(wǎng)媒介系統中，被物理層使用來(lái)編碼一個(gè)同步位流的時(shí)鐘和數據。它的每一個(gè)數據比特都是由至少一次電壓轉換的形式所表示的。曼徹斯特編碼因此被認為是一種自定時(shí)碼。自定時(shí)意味著(zhù)數據流的精確同步是可行的。每一個(gè)比特都準確的在一個(gè)預先定義時(shí)間時(shí)期的時(shí)間中被傳送。這樣的編碼方式可以在長(cháng)時(shí)間沒(méi)有電平跳變的情況下，仍然對任意的二進(jìn)制數據進(jìn)行編碼，并且防止在這種情況下同步時(shí)鐘信號的丟失以及防止低通模擬電路中低頻直流飄移所引起的比特錯誤。同時(shí)，如果保證傳送的編碼交流信號的直流分量為零并且能夠防止中繼信號的基線(xiàn)漂移，那么就很容易實(shí)現信號的恢復和防止能量的浪費。另外，曼徹斯特碼還具有豐富的位定時(shí)信息。
原理：曼徹斯特碼是通過(guò)電平的跳變來(lái)對二進(jìn)制數據“0”和“1”進(jìn)行編碼的，對于何種電平跳變對應何種數據，實(shí)際上有兩種不同的數據約定：第一種約定是由G. E. Thomas，Andrew S. Tanenbaum等人在1949年提出的，它規定“0”是由低到高的電平跳變表示，“1”是由高到低的電平跳變；第二種約定則是在IEEE 802.4(令牌總線(xiàn))以及IEEE 802.3 (以太網(wǎng))中規定，按照這樣的說(shuō)法，由低到高的電平跳變表示“1”，由高到低的電平跳變表示“0”。在實(shí)際工程上，這兩種約定在一定范圍內均有應用。為了便于描述，若無(wú)特殊說(shuō)明，曼徹斯特碼的編碼規則均采用第二種約定，即從低電平跳變到高電平表示“1”，從高電平跳變到低電平表示“0”。
普通數字信號與曼徹斯特編碼對比如圖。
優(yōu)點(diǎn)：數據和同步時(shí)鐘統一編碼，曼碼中含有豐富的時(shí)鐘信號，直流分量基本為零，接收器能夠較容易恢復同步時(shí)鐘，并同步解調出數據，具有很好的抗干擾性能，這使它更適合于信道傳輸。
曼徹斯特編碼器的設計
對比普通二進(jìn)制碼的波形和曼徹斯特碼的波形可知，曼徹斯特碼在一個(gè)碼元的開(kāi)始時(shí)刻要對普通信號進(jìn)行一次采樣，并且有可能會(huì )發(fā)生一次跳變，在碼元的中間位置一定發(fā)生跳變，因此編碼信號的頻率是數據時(shí)鐘頻率的兩倍。
曼徹斯特碼是用“01”和“10”來(lái)表示普通二進(jìn)制數據中的“1”和“0”的，因此在實(shí)際電路設計中，我們可以用采一個(gè)2選1數字選擇器來(lái)完成此項功能。
曼徹斯特解碼器的設計
曼徹斯特解碼電路設計的關(guān)鍵是如何準確地從曼徹斯特碼的數據流中提取出“10”和“01”信號，并且把它們轉換成普通二進(jìn)制編碼中的“0”和“1”。例如對于曼徹斯特碼“01010101”，如果從第一位開(kāi)始解碼，得到的二進(jìn)制編碼就是“1111”，而若從第二位開(kāi)始解碼，得到的二進(jìn)制編碼就是“000”和頭尾兩個(gè)曼徹斯特碼。由此可見(jiàn)，如果曼徹斯特碼數據流中只有“1”或“0”是不能得到正確的譯碼結果的，如果曼徹斯特編碼數據流中出現“00”，則“00”前后的碼元必定是“1”；如果曼徹斯特編碼數據流中出現“11”，則“00”前后的碼元必定是“0”，因此，我們可以將“00”與“11”作為曼徹斯特碼譯碼的標志位。
為了更準確得解碼曼徹斯特碼，我們需要一個(gè)頻率不小于奈奎斯特頻率的采樣時(shí)鐘，即采樣時(shí)鐘的頻率至少是曼徹斯特碼頻率的兩倍，曼徹斯特碼的頻率是普通二進(jìn)制編碼信號頻率的兩倍，因此采樣頻率至少是數據頻率的4倍。
在實(shí)際設計電路時(shí)，我們可以采用一個(gè)緩存器，儲存上一個(gè)時(shí)鐘采集到的信號和當前時(shí)鐘采集到的信號，當緩存器的內容是“01”時(shí)，輸出“1”；當緩存器的內容是“10”時(shí)，輸出“0”；當緩存器的內容是“00”或“11”時(shí)，輸出維持不變。
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