什么是數(shù)字通信系統(tǒng)？它如何產(chǎn)生雜散信號？

數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成包括信源、信源編碼、信道編碼、調(diào)制、信道、解調(diào)、信道解碼和信宿等部分。其中，信源是指產(chǎn)生信息的設(shè)備或系統(tǒng)，如話筒、攝像機(jī)等;信源編碼是指將信源產(chǎn)生的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程;信道編碼是指將數(shù)字信號進(jìn)行編碼以適應(yīng)信道傳輸?shù)倪^程;調(diào)制是指將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為適合在信道中傳輸?shù)哪M信號的過程;信道是指傳輸信號的通道或媒介，如電纜、光纖等;解調(diào)是指將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程;信道解碼是指將數(shù)字信號進(jìn)行解碼以恢復(fù)原始信息的過程;信宿是指接收信息的設(shè)備或系統(tǒng)，如揚(yáng)聲器、顯示器等。

數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)包括抗干擾能力強(qiáng)、保密性好、傳輸效率高、可靠性高等。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，由于數(shù)字信號只有“0”和“1”兩種狀態(tài)，因此在傳輸過程中不易受到干擾，且可以通過加密技術(shù)進(jìn)行保密傳輸。此外，數(shù)字通信系統(tǒng)還具有較高的傳輸效率和可靠性，可以實(shí)現(xiàn)長距離、高質(zhì)量的傳輸。

數(shù)字通信系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電話通信、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、廣播電視、移動通信等領(lǐng)域。在電話通信中，數(shù)字電話通信系統(tǒng)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的模擬電話通信系統(tǒng)，提高了通話質(zhì)量和安全性;在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信系統(tǒng)已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施之一，支持著各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展;在廣播電視中，數(shù)字圖像通信系統(tǒng)和數(shù)字視頻通信系統(tǒng)已經(jīng)成為高清電視、數(shù)字電視等新媒體的基礎(chǔ);在移動通信中，數(shù)字通信系統(tǒng)已經(jīng)成為4G、5G等移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)，支持著各種移動應(yīng)用的發(fā)展。

雜散信號是指在通信系統(tǒng)中，除了正常傳輸?shù)男盘柾?，出現(xiàn)的其他無用的信號。這些信號可能是由于系統(tǒng)中的非線性元件、電磁干擾、電源噪聲、地線干擾等因素產(chǎn)生的。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，雜散信號的產(chǎn)生可能會導(dǎo)致傳輸誤碼率增加、信號質(zhì)量下降等問題，從而影響通信系統(tǒng)的性能。

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，雜散信號的來源主要包括以下幾個方面：

1. 非線性失真：系統(tǒng)中的非線性元件，如放大器、混頻器等，會對傳輸?shù)男盘柈a(chǎn)生非線性失真，導(dǎo)致信號中出現(xiàn)諧波、交調(diào)產(chǎn)物等雜散信號。

2. 交叉調(diào)制：當(dāng)多個信號同時經(jīng)過一個非線性器件時，它們之間可能會產(chǎn)生交叉調(diào)制，導(dǎo)致信號中出現(xiàn)新的頻率成分，形成雜散信號。

3. 互調(diào)失真：在數(shù)字通信系統(tǒng)中，多個信號之間的互調(diào)失真也可能會產(chǎn)生雜散信號。例如，當(dāng)兩個信號同時經(jīng)過一個非線性器件時，它們的頻率之和、差等組合頻率成分可能會出現(xiàn)，形成雜散信號。

4. 其他因素：除了以上幾個因素，數(shù)字通信系統(tǒng)中產(chǎn)生雜散信號的原因還可能包括電磁干擾、電源噪聲、地線干擾等。

為了減少數(shù)字通信系統(tǒng)中雜散信號的產(chǎn)生，可以采取以下措施：選用線性度好的器件、合理設(shè)計電路結(jié)構(gòu)、采用良好的接地和屏蔽措施、使用濾波器對信號進(jìn)行濾波等。此外，在系統(tǒng)設(shè)計階段，還應(yīng)該充分考慮信號的特性、傳輸介質(zhì)的特點(diǎn)、器件的性能等因素，以盡可能減少雜散信號的產(chǎn)生。根據(jù)傳輸線路是否直接與中央計算機(jī)系統(tǒng)相連接，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)可分為脫機(jī)系統(tǒng)和聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。因?yàn)槊摍C(jī)系統(tǒng)的自動化程度低、等待時間長、工作效率不高等原因，脫機(jī)系統(tǒng)只是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)展初期用于非實(shí)時處理的一種系統(tǒng);以后的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)幾乎都是聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)根據(jù)處理形式的不同，可以分為聯(lián)機(jī)實(shí)時系統(tǒng)、遠(yuǎn)程批量處理系統(tǒng)和分時處理系統(tǒng)三類。

1. 聯(lián)機(jī)實(shí)時系統(tǒng) 指從終端輸入的數(shù)據(jù)，在中央計算機(jī)上立即進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果直接送回終端設(shè)備的處理形式，適用于要求能夠迅速地處理隨機(jī)發(fā)生的大量數(shù)據(jù)的場合。聯(lián)機(jī)實(shí)時系統(tǒng)根據(jù)不同的應(yīng)用又可以分為詢問處理系統(tǒng)、會話處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分配系統(tǒng)和數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)等。詢問處理系統(tǒng)是指從遠(yuǎn)程終端發(fā)送電文到中央計算機(jī)，經(jīng)過處理將處理結(jié)果作為電文送回該終端的系統(tǒng)，例如情報檢索系統(tǒng)。會話處理系統(tǒng)是終端和中央計算機(jī)一面進(jìn)行會話(一系列交替的詢問和回答)，一面進(jìn)行處理的系統(tǒng)，例如訂票系統(tǒng)。數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)是將多臺遠(yuǎn)程終端的數(shù)據(jù)定時地收集到中央計算機(jī)進(jìn)行存儲和處理，再加工成各種報表資料，其數(shù)據(jù)流向是從遠(yuǎn)程終端到中央計算機(jī)，例如電力檢測系統(tǒng)、氣象觀測資料收集系統(tǒng)。數(shù)據(jù)分配系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流向與數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)相反，通常將這兩種系統(tǒng)組合起來使用。數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)是中央計算機(jī)接收某一終端送來的數(shù)據(jù)，識別該數(shù)據(jù)的接收終端地址，再轉(zhuǎn)發(fā)給目的地的接收終端，銀行匯兌系統(tǒng)是數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的一例。

2. 遠(yuǎn)程批量處理系統(tǒng) 批量處理系統(tǒng)分為本地批量處理系統(tǒng)和遠(yuǎn)程批量處理系統(tǒng)。本地批量處理是從中央計算機(jī)的外圍設(shè)備投入作業(yè)，獲得處理結(jié)果;遠(yuǎn)程批量處理是從遠(yuǎn)程終端向中央計算機(jī)投入作業(yè)，獲得處理結(jié)果。為了提高效率，批量處理的作業(yè)可通過批量作業(yè)站送至中央計算機(jī)。批量作業(yè)站(又稱批量處理終端或批量處理站)是由一些能控制作業(yè)的終端組成。

3. 分時處理系統(tǒng) 將中央計算機(jī)的時間劃分成很短的時間片，遠(yuǎn)程終端按時間片輪流使用中央計算機(jī)的處理形式。分時處理系統(tǒng)的特點(diǎn)是一臺中央計算機(jī)上可以連接幾個控制臺和上百臺終端，每個用戶都可以在一臺終端或控制臺上以會話方式操作或控制其作業(yè)的運(yùn)行。這樣，很多聯(lián)機(jī)用戶可同時使用一臺計算機(jī)，每個用戶感覺不到別人也在使用，恰如自己在獨(dú)占計算機(jī)。

什么是無雜散動態(tài)范圍 (SFDR)?為什么SFDR很重要?

無雜散動態(tài)范圍(SFDR)是指

模擬

信號

中最大的無雜散動態(tài)范圍。它是在

硬件

設(shè)備中測量的。它是指能夠測量的模擬信號的最大幅度范圍，其中沒有雜散信號的干擾。SFDR是一個非常重要的概念，因?yàn)樗枋隽四M信號處理系統(tǒng)的能力。在

數(shù)字信號

處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用之前，模擬信號處理系統(tǒng)對于信號幅度范圍有很高的要求，因此，SFDR是非常關(guān)鍵的指標(biāo)。本文將詳細(xì)探討SFDR的相關(guān)知識，包括什么是SFDR、為什么SFDR很重要和如何測量SFDR。

一、何謂SFDR

無雜散動態(tài)范圍是指模擬信號中最大的無雜散動態(tài)范圍。它的含義是指在一個模擬系統(tǒng)中，輸入信號的最大幅度與系統(tǒng)中出現(xiàn)的噪音的幅度之間的差異。 換句話說，SFDR表示了噪音與有用信號之間的差異。如果在一個模擬系統(tǒng)中使用低質(zhì)量的信號

處理器

件，那么這種噪音可能非常大。在這種情況下，SFDR將非常低。另一方面，如果使用高質(zhì)量的信號處理器件，噪聲將非常小，SFDR將非常高。因此，SFDR是一個非常重要的指標(biāo)，它可用于衡量模擬信號處理器件的質(zhì)量。

二、SFDR的重要性

SFDR是一個非常重要的指標(biāo)。它衡量了一個模擬信號處理系統(tǒng)的質(zhì)量。如果SFDR非常低，那么意味著模擬信號處理器件將無法處理某些高幅度信號。這將導(dǎo)致信號失真、垃圾

信息

的插入，或者干擾其他信號。另一方面，如果SFDR非常高，那么意味著信號處理器件具有很好的質(zhì)量和較高的性能。

在模擬信號處理系統(tǒng)中，信號強(qiáng)度的擺動范圍是非常廣泛的，有些信號的強(qiáng)度非常強(qiáng)，有些則很弱。如果信號處理系統(tǒng)的動態(tài)范圍非常小，那么將導(dǎo)致很多強(qiáng)度很大的信號無法被識別。相反，如果信號處理系統(tǒng)的動態(tài)范圍非常大，那么它可以很好的捕捉到信號，不論它們有多么強(qiáng)或弱。因此，SFDR是一個很重要的指標(biāo)，它可以確保模擬信號處理器件具有足夠的動態(tài)范圍以適應(yīng)信號的變化。

三、如何測量SFDR

如何測量SFDR是一個很重要的問題，因?yàn)闇y量SFDR要求高質(zhì)量的信號處理器件和準(zhǔn)確的測試設(shè)備。最常見的方法是使用頻域分析儀。這種方法利用了信號的頻率域特性，它通過將信號轉(zhuǎn)換為頻率域來進(jìn)行分析。在頻域分析中，可以識別出所有噪聲元素和雜散信號，并確定它們的幅度和頻率。然后，可以從信號的最大幅度和噪聲的最小幅度之間計算SFDR。

四、結(jié)論

無雜散動態(tài)范圍是一個非常重要的指標(biāo)，它可以衡量模擬信號處理器件的質(zhì)量。如果SFDR很低，那么會發(fā)生信號失真，垃圾信息的插入和干擾其他信號等問題。相反，如果SFDR高，那么模擬信號處理器件將具有更好的質(zhì)量和更高的性能。測量SFDR的最簡單方法是使用頻域分析儀，它通過將信號轉(zhuǎn)換為頻率域來進(jìn)行分析，從而可以確定信號幅度與噪聲幅度之間的差距。