数字二进制信号的编码与调制技术

数字二进制信号的编码与调制技术随着科技的不断发展，数字通信技术的重要性越来越凸显。而

数字通信技术中的关键性能之一就是数字信号的传输质量，其中

数字信号的编码和调制技术至关重要。本文将深入探讨数字二进

制信号的编码与调制技术的相关知识。

一、数字信号与模拟信号

数字信号是指以数字形式储存、处理、传输数据的信号，其中

数据一般用二进制数表示。与之相对的是模拟信号，模拟信号指

的是以连续的电压、电流或其他物理量形式的信号。常见的模拟

信号有声音、图像等。相比较而言，数字信号由于使用二进制数

表示，储存、处理和传输都可以用计算机等数字设备完成，并且

抗干扰能力强，信号传输质量好。

二、数字二进制信号的编码方式

数字信号在传输的过程中需要进行编码，其中最常用的数字编

码方式是二进制编码方式。

1、非归零编码（NRZ）

非归零编码（NRZ）是将0和1分别转化为低电平和高电平的

编码方式。因为只需要判断电平的高低，所以NRZ编码是最基本、也是最简单的编码方式。但是，在NRZ编码方式中，如果数据连

续传输数个 0 或 1 时，就会产生"磁化"现象，从而导致信号的偏移，产生时钟抖动。这也是NRZ编码方式的局限性。

2、归零编码（RZ）

归零编码（RZ）通过在每个位的中间加入一个零值来解决

NRZ编码方式的问题。具体操作是，将0加成一个低电平和一个

高电平，将 1 加成一个高电平和一个低电平。当数据连续传输 0 时，由于中间插入了一个 0，不会再产生"磁化"现象，而且数据时

钟总是能够与信号时钟同步。因此，RZ编码方式经常用在数据速

率较慢的情况下。

3、曼彻斯特编码（Manchester）

曼彻斯特编码（Manchester）是通过在每个位的中间加入一个

反向电平的方式来编码数字信号。具体操作是，将 0 加成一个宽

电平下降和宽电平上升，将1 加成一个宽电平上升和宽电平下降。这样，每个位都有一个电平变化，可以解决"磁化"问题。曼彻斯

特编码具有较高的数据速率，但是需要双倍的带宽作为传输质量

控制。

4、差分曼彻斯特编码（Differential Manchester）

和曼彻斯特编码类似，差分曼彻斯特编码（Differential Manchester）也是在每个位的中间加入了反向电平。但是与曼彻斯特编码不同的是，差分曼彻斯特编码在每个位的中间加入的反向

电平的幅度，与该位的前一个位编码的幅度相反。这样做的优点是，无需时钟同步，而且在传输时具有高抗干扰性。

三、数字二进制信号的调制方式

调制技术是将数字信号转换为模拟信号的过程，可以方便数字

信号在模拟信道中传输。数字二进制信号的调制主要包括两种方式：基带调制和带通调制。

1、基带调制

基带调制指的是将数字信号直接转换为模拟信号，并通过模拟

信道传输。基带信号的调制方式包括脉冲振幅调制（PAM）、脉

冲编码调制（PCM）、脉冲位置调制（PPM）等。这些调制方式

相对较简单，数字信号在现代通信技术中也有很多的应用。

2、带通调制

带通调制是将数字信号变换为基带信号，在经过一系列的变化

后形成带通信号。带通调制的模型包括线性调频（LFM）和正交

振幅脉冲调制（QAM）等。带通调制的主要优点是数据带宽较小，可以减少传输噪声，提高传输效率。

四、总结

本文详细介绍了数字二进制信号的编码与调制技术。通过对数

字信号、模拟信号、数字信号的编码方式、基带调制、带通调制

以及相关模型的介绍，可以说数字二进制信号的编码与调制技术方面的基础知识已经涵盖了面面俱到。数字通信技术的发展为人们日常生活带来了许多便利，我们正沿着数字化社会的道路不断前进。