二进制PRBS信号，产生单极性NRZ、RZ波形，HDB3码。差分双相码功率谱

资 源 简 介

二进制PRBS信号，产生单极性NRZ、RZ波形，HDB3码。差分双相码功率谱

详 情 说 明

本文将介绍如何基于PRBS信号生成常见的数字通信波形，并分析其功率谱特性。PRBS（伪随机二进制序列）是数字通信系统中常用的测试信号，具有类似随机序列的统计特性。

首先，PRBS信号通过简单的移位寄存器结构生成，其长度由order参数决定，序列周期为2^order。我们可以用该信号作为基础信息码，通过不同编码方式生成四种常见波形：

单极性NRZ（非归零码）是最简单的编码方式，高电平代表1，低电平代表0，在整个比特周期内保持电平不变。这种编码简单但存在直流分量。

单极性RZ（归零码）在每个比特周期中间会回归零电平，无论传输1还是0。这有助于时钟恢复但带宽需求更大。

HDB3码是改进的AMI码，通过特定的替代规则确保不会出现超过3个连续零，便于时钟提取。编码过程中会插入破坏脉冲，接收端有专门的解码规则。

差分双相码（又称曼彻斯特码）在每个比特周期中间都有跳变，1对应由高到低的跳变，0对应由低到高的跳变。这种编码自带同步信息且没有直流分量。

功率谱分析是评估编码方案的重要指标，通过傅里叶变换可以观察信号能量在不同频率上的分布。HDB3码由于交替反转特性，能有效抑制低频分量；而差分双相码的功率谱在零频处为零，适合变压器耦合系统。