信号的频谱、编码、PCM

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1、频带宽度有时称必要带宽。系指为保证某种发射信息的速率和质量所需占用的频带宽度容许值，以赫（Hz）、千赫（KHz）、兆赫（MHz）表示。曼彻斯特编码曼彻斯特编码，常用于局域网传输。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。两种曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方

2、，每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。但每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。就是说主要用在数据同步传输的一种编码方式。为什么信号的频带宽度与其持续时间近似成反比?简单说：一个脉冲是很多正弦波组合而成的，脉冲越窄，为实现其波形就要更多的幅度更大的其它正弦波。为什么是这样呢，看看傅里叶变换吧！为什么数字信号占的带频比模拟更宽，基础是什么，怎样判断数字信号是方波，方波的频谱是全频的，所以，他把全部带宽都占了！模拟的是带通，肯定占得少。基带传输中常用的编码方案是什么？怎么

3、用？千里之行，始于足下--基带传输与曼彻斯特编码直接使用数字信号传输数据时，数字信号几乎要占用整个频带，终端设备把数字信号转换成脉冲电信号时，这个原始的电信号所固有的频带，称为基本频带，简称基带。在信道中直接传送基带信号时，称为基带传输。大多数局域网（LAN）使用的都是基带传输。使用基带传输时，数字数据由许多不同形式的电信号的波形来表示。表示二进制数字的码元的形式不同，便产生出不同的编码方案。主要有单极性不归零码、单极性归零码、双极性不归零码、双极性归零码、曼彻斯特码和差分曼彻斯特码等。其中两种曼彻斯特编码都得到了广泛的应用。曼彻

4、斯特编码最大的优点是，无论编码怎样变化，脉冲中每发生一次跳变，不是在同步脉冲开始位置就是在中间位置。也就是说，发送端在发送曼彻斯特编码的时候，同时也把同步信号（每位的中间时刻）告诉接收端，这对接收端先提取同步信号，然后再检测数字信号，是非常有利的。骑上飞驰的骏马--频带传输采用模拟信号传输数据时，往往只占用有限的频带，对应基带传输将其称为频带传输。使用模拟信号传输数字数据时，需要借助于调制解调装置，把数字信号（基带脉冲）转换成模拟信号，使其变为适合于电话线路传输的信号。调制就是用基带脉冲对载波波形的某些参量进行控制，使这些参量随基

5、带脉冲变化。经过调制的信号称为已调信号。已调信号通过线路传输到接收端，在接收端通过解调恢复为原始基带脉冲。一、基带传输系统的组成　　基带传输系统的组成框图如图4.1所示。它主要由码波形变换器、发送滤波器、信道、接收滤波器和取样判决器等5个功能电路组成。　　（图）　　基带传输系统的输入信号是由终端设备编码器产生的脉冲序列，为了使这种脉冲序列适合于信道的传输，一般要经过码型变换器，码型变换器把二进制脉冲序列变为双极性码（AMI码或HDB3码），有时还要进行波形变换，使信号在基带传输系统内减小码间干扰。当信号经过信道时，由于信道特性不理

6、想及噪声的干扰，使信号受到干扰而变形。在接收端为了减小噪声的影响，首先使信号进入接收滤波器，然后再经过均衡器，校正由于信道特性（包括接收滤波器在内）不理想而产生的波形失真或码间串扰。最后在取样定时脉冲到来时，进行判决以恢复基带数字码脉冲。　　二、数字基带信号传输码型的要求　　1、有利于提高系统的频带利用率　　2、基带信号应不含直流分量　　同时低频分量要尽量少，因为由于变压器的接入，使信道具有低频截止特性。　　3、考虑到码型频谱中高频分量的影响　　电缆中线对间由于电磁辐射而引起的串话随频率升高而加剧，会限制信号的传输距离或传输容量。

7、　　4、基带信号应具有足够大的定时信号供提取　　5、基带信号的传输码型应具有误码检测能力　　6、码型变换设备简单，容易实现　　三、常用的基带传输码型　　常见的传输码型有NRZ码、RZ码、AMI码、HDB3码及CMI码，其中最适合基带传输的码型是HDB3码。另外，AMI码也是CCITT建议采用的基带传输码型，但其缺点是当长连"0"过多时对定时信号提取不利。CMI码一般作为四次群的接口码型。　　四、数字信号传输的基本准则　　1、奈奎斯特第一准则　　如何才能保证信号在传输时不出现或少出现码间干扰，这是关系到信号可靠传输的一个关键问题。奈

8、奎斯特对此进行了研究，提出了不出现码间干扰的条件：当码元间隔T的数字信号在某一理想低通信道中传输时，若信号的传输速率位Rb=2fc（fc为理想低通截止频率），各码元的间隔T=1/2fc，则此时在码元响应的最大值处将不产生码间干扰，且信道的频带利用率