S1 数字基带信号及其频谱特性

一、分类

1、单极性不归零波形

优点：电脉冲之间无间隔，极性单一，易于用TTL，CMOS电路产生；
缺点：
a) 有直流成份；判决电平不能稳定在最佳的电平，抗噪声性能不好；
b) 不能直接提取同步信号；
c) 传输时要求信道的一端接地，这样不能用两根芯线均不接地的电缆传输线。

2、单极性归零波形

a) 单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码元间隔，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
b) 设码元间隔为Ts，归零码宽度为τ，则称τ /Ts为占空比， τ/Ts=0.5 称为半占空码。
c) 单极性归零码可以直接提取位定时信息，是其他波形提取位定时信号时需要采用的一种过渡波形。

3、双极性不归零波形

a) 当1、 0 符号等概出现时无直流分量；
b) 接收端恢复信号时的判决电平为0，稳定不变，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力较强。
c) 主要缺点：不能直接提取同步信号； 1、 0符号不等概出现时，仍有直流成份。

4、双极性归零波形

a) 每个码元内的脉冲都回到零电平，即相邻脉冲之间必定留有零电位的间隔。
b) 它除了具有双极性不归零码的特点外，还可以通过简单的变换电路（全波整流电路），变换为单极性归零码，有利于同步脉冲的提取。

5、差分波形

a) 不是用码元本身的电平表示消息代码，而是用相邻码元的电平的跳变和不变来表示消息代码；
b) 用差分码波形传送代码可以消除设备初始状态的影响，特别是在相位调制系统中用于解决载波相位模糊问题。

6、多电平波形

这种波形的一个脉冲可以代表多个二进制信息，在码元速率一定时可以提高信息速率，故在高速数字传输系统中得到广泛应用。

Tips:理解

（一）概念理解

单极性：发出或不发出电流，判决门限为半幅电平；
双极性：发出正电流或负电流，判决门限为零电平。
不归零码NRZ (Non Return Zero)：每位编码占用全部码元的宽度(全宽码)；
归零码：信号电平在一个码元之内都要恢复到零的编码方式，用极性不同的脉冲分别表示二进制的“1”和“0”，在脉冲结束之后要维持一段时间的零电平。

（二）基带传输问题：

1、数字数据的数字信号表示

（1）不归零码NRZ ：重复发送"1"码或"0"码,某位码元与其下一位码元间无间隙,传输中难以确定一位的结束和另一位的开始。
解决：归零。
（2）直流分量,不能使用变压器在数据通信设备和所处环境之间提供良好绝缘的交流藕合,直流分量还会损坏连接点的表面电镀层;
解决1：变单极性为双极性，1、 0 符号等概出现时无直流分量（噪声正负相抵），不等概出现时，仍有直流成份。

解决2：双极性归零码不含直流成分：即不出现直流状态。如单极时全0或全1就直流；单极归零就是全0是直流；双极全1或全0是直流；而双极性归零无论全0或全1都不会出现直流状态因为会归零。（疑惑1：直流的影响）

解惑：直流会产生热量，温度上升信道特性会变差

2、收发两端之间的信号同步

1、同步信号：给需要同步处理信息的机器设备提供相同时间参考的信号。可以是一个开关信号，也可以是一个连续脉冲。
要准确地区分和接收发来的每位数据，则
——>接收端和发送端的数据序列在时间上必须取得同步。
——>接收端要按照发送端所发送的每个码元的重复频率及起止时间来接收数据,在接收过程中还要不断校准时间和频率,这一过程称为同步过程。
——>位同步法和群同步法

2、不归零码NRZ： 传输中难以确定一位的结束和另一位的开始,需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步。
归零码：脉冲较窄,脉冲宽度与传输频带宽度成反比,故归零码在信道上占用的频带较宽。（疑惑2同步的理解）