图木舒克市网站建设_网站建设公司_博客网站_seo优化
2026/1/11 21:10:43 网站建设 项目流程

单极性不归零码:

第一幕:场景设定

想象一下,你和朋友约好用手电筒在夜里传暗号。

  • 规则很简单:

    • 亮着手电筒持续1秒钟,就代表你发送了数字1

    • 关掉手电筒持续1秒钟,就代表你发送了数字0

  • 你们约定,每隔1秒钟看一次对方的手电筒状态。

这个最原始、最直接的“亮=1,灭=0”的编码方式,就是单极性不归零码


第二幕:拆解这个名字

名字听起来很专业,但拆开看就很简单:

  1. 单极性

    • “极”指的是电平(电压或光强)。

    • “单极性”就是只用一种极性的电平(和零电平)来表示信息。

    • 在我们的例子里:有光(一个正电平)代表1,无光(零电平)代表0。我们只用“有光”这一种“极性”的状态。

    • (作为对比,如果是“双极性”,就会用“+光”代表1,“-光”代表0,中间“无光”可能代表别的东西,更复杂一些。)

  2. 不归零

    • 这是最关键的一点!“不归零”指的是:在整个比特(也就是我们规定的1秒钟)的持续时间之内,信号电平保持不变,不会中途“归零”

    • 比如你要发一个1,在这整个1秒钟里,手电筒一直亮着,光强是一条平稳的直线,不会闪烁。

    • 你要发一个0,在这整个1秒钟里,手电筒一直灭着,是一条平稳的零线。


第三幕:画出来看看

假设你要发送一串二进制数据:1 0 1 1 0

用单极性不归零码画出来就是下面这样:

高电平(比如+5V, 或“亮”) | ▁▁▁▁ ▁▁▁▁▁▁▁▁ | | | | | 低电平(0V, 或“灭”) |▁▁▁▁ |▁▁▁▁ |▁▁▁▁ | | | | | 时间(每个格子1秒) [1] [0] [1] [1] [0]

你发现了什么特点?

  • 每个“1”都是一段持续的高电平。

  • 每个“0”都是一段持续的低电平(零电平)。

  • 码元之间没有间隙,一个电平紧挨着下一个电平,连在一起。


第四幕:优点和缺点(为什么重要?)

优点(为什么用它?):

  1. 极其简单直观:逻辑就是“高=1,低=0”,生成和理解的电路都非常简单。

  2. 节省带宽:因为它“不归零”,信号变化不频繁,所以占用的频带宽度比较窄

缺点(为什么不能一直用它?):

  1. 存在直流分量:如果传输一长串的1,就是持续的高电压,线路中会存在稳定的直流电流。这会导致功耗增大,而且有些信道(比如变压器耦合的电话线、无线信道)无法传输直流。

  2. 没有自同步能力:接收方必须有一个非常精准的时钟,才知道什么时候该“采样”看信号。如果连续多个10,信号长时间一条直线,接收方容易丢步,不知道一个bit从哪里开始、到哪里结束。


第五幕:一句话总结

单极性不归零码,就是一种用“持续的高电平”表示1,“持续的低电平(零)”表示0的最基础的数字编码方式。它像手电筒发信号一样简单,但因为带着“直流”且不好同步,所以在复杂的高速通信中,会被更高级的码型(如曼彻斯特码差分码等)取代。

双极性不归零码:

第一幕:老系统的烦恼

上次我们用“单极性不归零码”发暗号(亮=1,灭=0),遇到了一个大问题:如果长时间发1,手电筒就一直亮着。这不仅特别费电,而且对于远方的观察者来说,长时间看一个亮点,眼睛会疲劳,很难判断一个新“1”是从什么时候开始的,容易数错。

第二幕:新规则——用两种光

为了解决问题,我们发明了一套更聪明的规则:我们准备两个手电筒,一个发红光,一个发蓝光

  • 新规则如下:

    • 如果你想发送数字1,你就亮起红光,持续1秒钟。

    • 如果你想发送数字0,你就亮起蓝光,同样持续1秒钟。

    • 永远不会让两个手电筒都熄灭

这个新系统,就是双极性不归零码


第三幕:拆解这个新名字

  1. 双极性

    • 这里的“极”性,指的就是两种截然不同的、相反状态

    • 在我们的例子里:红光(比如+电平)代表1,蓝光(比如-电平)代表0。我们用了“红”和“蓝”这两种“极性”的状态。

    • 关键点:没有“无光”的状态!每个比特周期,你总能看到一种颜色的光。

  2. 不归零

    • 和之前一样:在整个1秒钟的发送期间,你选定的那种光持续亮着,不会中途熄灭或变色。信号电平保持恒定。


第四幕:画出来看看(用电平表示)

假设我们还是发送数据:1 0 1 1 0

在电路里,我们通常用正电压(+V)代表1,用负电压(-V)代表0。画出来是这样的:

正电平(+V, 代表“1”) | ▁▁▁▁ ▁▁▁▁▁▁▁▁ | | | | | 零电平(0V, 中心线) |——————————|——————————————| | | | | | 负电平(-V, 代表“0”) |▁▁▁▁ |▁▁▁▁ |▁▁▁▁ | | | | | 时间 [1] [0] [1] [1] [0]

你发现了什么革命性的改进?

  • 信号总是在正负之间摆动,永远不会长时间停留在一边。

  • 没有绝对的“零”状态。即使发一串0,也是持续的负电压,信号一直在“动”。

  • 每个比特的电平在周期内依然保持恒定(不归零)。


第五幕:优点大升级(为什么它更优秀?)

  1. 几乎消除了直流分量(核心优点)

    • 如果数据中10的数量大致相等,那么正电平和负电平就会互相抵消,整个信号的平均电压接近。这就像你左右手平均用力,物体不会移动。

    • 这对于需要通过变压器或电容的信道(如电话线)至关重要,因为这些元件会阻挡直流电,但允许交流电(变化的信号)通过。

  2. 具备一定的自检错能力

    • 接收方预期收到的只能是+V-V。如果收到一个接近0V的信号,那很可能是传输中出了错(受到了干扰),接收方可以更容易地发现这个问题。

  3. 保留了带宽效率高的优点

    • 因为它还是“不归零”的,信号变化不频繁,所以和单极性NRZ一样,占用的频带比较窄。

第六幕:遗留的小缺点

仍然没有彻底解决时钟同步问题。如果连续传输多个相同的比特(比如一串1),信号还是一条持续的正电压直线,接收方还是可能丢步。不过,由于信号在正负间摆动的概率很大,这种情况比单极性NRZ要少一些。


终极比喻与总结

你可以这样理解二者的区别:

  • 单极性不归零码:像莫尔斯电码里的“点”和“长空白”。长时间发“点”时,接收方容易迷糊。

  • 双极性不归零码:像打乒乓球,球永远在桌子的两边飞来飞去。你发1就是把球打到对方正手(+),发0就是打到对方反手(-)。球永远不会停在网中央(0状态)。对方通过球在哪一边来判断是1还是0

一句话总结:
双极性不归零码,是一种用“持续的正电平”表示1,用 “持续的负电平”表示0的编码方式。它通过巧妙的对称设计,极大地减少了直流分量,是迈向更可靠、更实用通信编码的关键一步。

它的直接“后代”,就是著名的交替传号反转码(AMI码),后者在双极性的基础上增加了更复杂的规则来彻底解决同步问题。

需要专业的网站建设服务?

联系我们获取免费的网站建设咨询和方案报价,让我们帮助您实现业务目标

立即咨询