工业通信与网络技术(模拟信号和数字信号编码技术).ppt
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1、工业通信与网络技术工业通信与网络技术(模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号编码技术编码技术)模拟信号模拟信号和和数字信号编码技术数字信号编码技术p数字数据,数字信号n为二进制分配电平,改变信号频谱p数字数据,模拟信号n幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)以及相移键控(PSK)p模拟数据,数字信号n脉码调制(PCM)p模拟数据,模拟信号n调幅(AM),调频(FM),调相(PM)发送器发送器传输媒体传输媒体接收器接收器数据数据信号信号信号信号标注接收者的姓名标注接收者的姓名编码编码(时钟时钟,差错检测差错检测)数据数据信号信号编码1.数字数字数据,数字数据,数字信号信号编码与调制技术编码与调制技
2、术数字或模拟数字或模拟编码器编码器解码器解码器数字或模拟数字或模拟调制器调制器解调器解调器tfcf通过编码形成一个数字信号通过编码形成一个数字信号通过调制形成一个模拟信号通过调制形成一个模拟信号数据的模拟信令方式数据的模拟信令方式模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号模拟数据模拟数据-模拟信号模拟信号 数字数据数字数据-模拟信号模拟信号数据的数字信令方式数据的数字信令方式+5V-5V数字信号数字信号模拟数据模拟数据-数字信号数字信号数字数据数字数据-数字信号数字信号术语和概念(术语和概念(1)p数字信号n离散的,非连续的电压脉冲序列n一个脉冲就是一个信号元素n每个数据比特都编码成信号元素以传输二进制
3、数据 0 1 0 0 1 1 0 0 1 二进制数据信号元素编码编码术语和概念(术语和概念(2)p单极性的(Unipolar)n信号元素具有相同正负号p极性n信号传输中,一个逻辑状态由正电平表示,另一个由负电平表示。术语和概念(术语和概念(3)p数据信号传输数率(数据率)n数据传输的速率,比特每秒为单位p比特的持续时间或长度n发送器发送这个比特所需时间数字术语和概念(数字术语和概念(4)p调制速率n信号电平改变的速率,用波特表示指每秒出现多少个信号元素NRZIManchester编码方式编码方式p不归零电平不归零电平Nonreturn to Zero-Level(NRZ-L)p不归零不归零1制
4、制Nonreturn to Zero Inverted(NRZI)p双极性AMIBipolar-AMIp伪三进制Pseudoternaryp曼彻斯特曼彻斯特Manchesterp差分曼彻斯特差分曼彻斯特Differential Manchesterp双极性8零替换B8ZSp高密度双极性3零HDB3NRZMultilevelBinaryBiphaseScrambling Techniques不归零电平(不归零电平(NRZ-L)p负电平代表一个二进制数,正电平代表另一个二进制数n即为不归零电平 NRZ-Lp1为负电平,0为正电平NRZ-L最简单的编码方法最简单的编码方法 0 1 0 0 1 1 0
5、 0 0 1 1 +_不归零不归零1制(制(NRZI)p一个比特的持续时间内电平保持恒定p数据的编码形式是在一个比特起始时刻看信号有无跳变p1代表信号有跳变p0代表信号无跳变p例子,差分编码NRZNRZ-LNRZI+_比特起始时刻有跳变比特起始时刻有跳变1比特起始时刻没有跳变比特起始时刻没有跳变0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1NRZ的优势和局限性的优势和局限性p优势n最容易实现n有效利用带宽p局限性n具有直流成分n缺乏同步能力用于数字磁记录信号传输应用中利用价值打折扣双相位双相位p曼彻斯特Manchestern每个比特周期中央存在一个跳变n跳变表示了数据和定时机制p低到高表示1p
6、高到低表示0n用于 IEEE 802.3p差分曼彻斯特Differential Manchestern中央的跳变只提供定时关系n0表示比特周期起始时存在跳变,1表示比特周期起始没有跳变n注:这是一个差分编码技术n用于 IEEE 802.5双相位双相位0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1ManchesterDifferential Manchester0=比特周期的起始时刻跳变1=比特周期的起始时刻无跳变+_+1=从低到高跳变0=从高到低跳变双相位的优势和局限性双相位的优势和局限性p局限性n比特周期内至少一次跳变,可能两次n最大调制率时 NRZ 的两倍n需要更大的带宽p优势n同步n无直流成
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