數(shù)字電視技術(shù)及其應(yīng)用

圖5 脈沖編碼調(diào)制信號(hào)的最高頻率

在接收端，為了沒有差錯(cuò)地恢復(fù)脈沖編碼信號(hào)，只需要在圖5中箭頭所示的每個(gè)時(shí)刻正確區(qū)別是1還是0（圖中是用脈沖的正負(fù)來分別代表1和0的）。若將信號(hào)通過一個(gè)低通濾波器，該低通濾波器的帶寬恰好能夠讓圖所示的正弦波通過，該正弦波的頻率等于圖中脈沖波形的重復(fù)頻率，即二進(jìn)制數(shù)字0和1出現(xiàn)的頻率的一半。這時(shí)，接收端就可以根據(jù)濾波器所輸出的正弦波正確區(qū)別1和0。因此，為了能夠在接收端無錯(cuò)誤地恢復(fù)原波形，所需頻帶寬度至少應(yīng)等于二進(jìn)制數(shù)字出現(xiàn)的頻率的一半。

在比較數(shù)字系統(tǒng)效率時(shí)，單看傳送速率是不行的，因?yàn)椴捎貌煌恼{(diào)制方式，即使傳送速率相同，所占用的帶寬也不相同，見表1。

4、比特差錯(cuò)率和誤碼率

當(dāng)發(fā)送端發(fā)“1”，接收端收到“0”；或當(dāng)發(fā)射端發(fā)“0”，接收端卻收到“1”。這種收發(fā)碼不一致的情況叫誤碼。

誤碼產(chǎn)生的原因很多，包括噪聲和脈沖抖動(dòng)的影響，工業(yè)干擾和雷電干擾等等。影響誤碼率大小的因素很多，如信號(hào)調(diào)制方式，判別門限值的高低。誤碼率越小，要求視頻信噪比越高。比如，為了使某數(shù)字系統(tǒng)的誤碼率達(dá)到10-9，要求信噪比為21.6dB左右。

（1）比特差錯(cuò)率 用來衡量數(shù)字系統(tǒng)正確傳送信號(hào)的可靠程度，指二進(jìn)制碼元被傳錯(cuò)的概率，常用Pe表示。在傳送大量二進(jìn)制碼元的條件下：

Pe=被傳錯(cuò)的二進(jìn)制碼元數(shù)/二進(jìn)制數(shù)碼流總的碼元數(shù)

（2）誤碼率 也用來衡量數(shù)字系統(tǒng)正確傳送信號(hào)的可靠程度，指碼元或符號(hào)（可以是二進(jìn)制，也可以是M進(jìn)制）被傳錯(cuò)的概率，常用Pes表示。

誤碼率和比特差錯(cuò)率不同，只有在二進(jìn)制時(shí)，兩者數(shù)值才相等。數(shù)字信號(hào)可以用二進(jìn)制表示，也可以用M進(jìn)制表示，由于二進(jìn)制的表示形式有多種，誤碼率和比特差錯(cuò)率沒有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

對(duì)于自然二進(jìn)制碼，其比特差錯(cuò)率比誤碼率小，誤碼率和比特差錯(cuò)率的對(duì)應(yīng)關(guān)系式為：

1/2＜Pe/Pes＜2/3

對(duì)于二進(jìn)制格雷碼，誤碼率和比特差錯(cuò)率的對(duì)應(yīng)關(guān)系式為：

Pe=Pes/n

式中 n=Log2M

調(diào)制方式不同，頻帶利用率也不相同，見表2。

由表2知道，2PSK、QPSK、MSK的Pes較小，正確傳送信號(hào)的可靠程度高，但頻帶利用率低；其余多電平調(diào)制方式提高了頻帶利用率，卻降低了正確傳送信號(hào)的可靠程度。

5、抖動(dòng)性能

抖動(dòng)是數(shù)字信號(hào)傳輸過程中的一種瞬時(shí)不穩(wěn)定現(xiàn)象。它表示數(shù)字信號(hào)的各瞬間對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間位置的偏差。抖動(dòng)包括兩個(gè)方面，一是輸入信號(hào)脈沖在某一平均位置左右變化；二是提取的時(shí)鐘信號(hào)在中心位置上的左右變化，這種抖動(dòng)現(xiàn)象相當(dāng)于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行了相位調(diào)制。如果用示波器觀察這種信號(hào)，則在穩(wěn)定的脈沖圖樣的前沿和后沿上出現(xiàn)某低頻干擾調(diào)制，其頻率一般為0-2KHz。抖動(dòng)嚴(yán)重時(shí)，由于脈沖移位使接收機(jī)把有脈沖誤認(rèn)為無脈沖（或相反）。系統(tǒng)的傳輸速率越高，抖動(dòng)的影響也越大。

產(chǎn)生抖動(dòng)的原因很多，除了與定時(shí)提取電路的性能有關(guān)外，還與輸入信號(hào)的狀態(tài)有關(guān)；當(dāng)輸入碼流中出現(xiàn)長連“0”碼時(shí)，定時(shí)提取困難，也會(huì)產(chǎn)生定時(shí)抖動(dòng)；在多級(jí)中繼的系統(tǒng)中，每個(gè)中繼器產(chǎn)生的抖動(dòng)還會(huì)出現(xiàn)積累，使性能更加惡化。

由于抖動(dòng)難以完全消除，因此在實(shí)際工程中，往往提出一些系統(tǒng)容許的最大抖動(dòng)指標(biāo)，作為對(duì)抖動(dòng)的限制條件。