數字基帶傳輸系統——數字基帶訊號

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數字基帶訊號

數字基帶訊號是表示數字資訊的電波形，它可以用不同的電平或脈衝來表示。數字基帶訊號的類型有很多。

這裡以矩形脈衝為例，介紹幾種基本的基帶訊號波形。

單極性波形

這是一種最簡單的基帶訊號波形。它用正電平和零電平分別對應位元字“1”和“0”；或者說，在一個碼元時間內用脈衝的有或無來表示“1”和“0”。該波形的特點是電脈衝之間無間隔，極性單一，易於用TTL、CMOS電路產生；缺點是有直流分量，要求傳輸線路具有直流傳輸能力，因而不適應有交流耦合的遠距離傳輸，只適用於電腦內部或極近距離（如 印製電路板內和機箱內）的傳輸。

雙極性波形

這是一種用正、負電平的脈衝分別表示位元字“1”和“0”。因其正負電平的幅度相等、極性相反，故當“1”和“0”等機率出現時無直流分量，有利於在通道中傳輸，並且在接收端恢複訊號的判決電平為零值，因而不受通道特性變化的影響，抗幹擾能力也較弱。在ITU-T制定的V.24介面標準和美國 電工協會（EIA）制定的RS-232C介面標準中均採用雙極性波形。

單極性歸零波形

所謂歸零（RZ）波形是指它的有電脈衝寬度τ小於碼元寬度T，即訊號電壓在一個碼元終止時刻前總要回到零電平。通常，歸零波形使用半占空碼，即占空比（τ/Τ）為50%，從單極性RZ波形可以直接提取定時資訊，它是其他碼型提取位同步資訊時常採用的一種過渡波形。與歸零波形相對應，上面的單極性波形和雙極性波形屬於非歸零（NRZ）波形，其占空比τ/Τ=100%.

雙極性歸零波形

它是雙極性波形的歸零形式。它兼有雙極性和歸零波形的特點。由於其相鄰脈衝之間存在零電位的間隔，使得接收端很容易識別出每個碼元的起止時刻，從而使收發雙發能保持正確的位同步。這一優點使雙極性歸零波形得到了一定的應用。

差分波形

這種波形是用相鄰碼元的電平的跳變和不變來表示訊息，而與碼元本身的點位或極性無關。以電平跳變表示“1”，以電平不變表示“0”，當然上述規定也可以反過來。由於差分波形是以相鄰脈衝電平的相對變化來表示訊息，因此也稱 相對碼波形，而相應地稱前面的單極性或雙極性波形為絕對碼波形。用差分波形傳送訊息可以消除設別初始狀態的影響，特別是在相應調製系統中可用於解決載波相位模糊問題。

多電平波形

前面5種波形的電平取值只有兩種，即一個二進位碼元對應一個脈衝。為了提高頻帶利用率，可以採用多電平波形或多值波形。由於多電平波形的一個脈衝對應多個二進位碼，在傳輸速率相同（傳輸頻寬相同）的條件下，位元速率提高了，因此多電平波形在頻帶受限的高速資料轉送系統中得到了廣泛應用。

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