信號 （信息載體）檢視原始碼討論檢視歷史

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信號 （信息載體）是表示消息的物理量，如電信號可以通過幅度、頻率、相位的變化來表示不同的消息。這種電信號有模擬信號和數字信號兩類。信號是運載消息的工具，是消息的載體。從廣義上講，它包含光信號、聲信號和電信號等。按照實際用途區分，信號包括電視信號、廣播信號、雷達信號，通信信號等；按照所具有的時間特性區分，則有確定性信號和隨機性信號等。 信號是運載消息的工具，是消息的載體。從廣義上講，它包含光信號、聲信號和電信號等。例如，古代人利用點燃烽火台而產生的滾滾狼煙，向遠方軍隊傳遞敵人入侵的消息，這屬於光信號；當我們說話時，聲波傳遞到他人的耳朵，使他人了解我們的意圖，這屬於聲信號； 遨遊太空的各種無線電波、四通八達的電話網中的電流等，都可以用來向遠方表達各種消息，這屬電信號。人們通過對光、聲、電信號進行接收，才知道對方要表達的消息。

邊沿特性

快速的信號切換時間(邊沿速率)將導致回流、串擾、阻尼振盪(振鈴)及反射等問題的增加。信號的邊沿速率與信號的工作頻率是兩個不同的概念，高的邊沿速率不一定是高的頻率。例如在實際的應用中，可能系統的工作頻率並不高。但如果信號的上升速率過快的話，將會產生較大振鈴現象，同樣會帶來信號完整性的問題。當振鈴信號達到器件所能容忍的極限值時會使器件內部的半導體特性發生變化(電子遷移)、器件發熱及功耗加大等現象，造成系統的可靠性降低，並且較快的邊沿速率其功耗也越大。

分類

對信號的分類方法很多，信號按數學關係、取值特徵、能量功率、處理分析、所具有的時間函數特性、取值是否為實數等，可以分為確定性信號和非確定性信號（又稱隨機信號）、連續信號和離散信號（即模擬信號和數字信號）、能量信號和功率信號、時域信號和頻域信號、時限信號和頻限信號、實信號和覆信號等。 模擬信號和數字信號 模擬信號是指信號波形模擬着信息的變化而變化，其主要特徵是幅度是連續的，可取無限多個值；而在時間上則可連續，也可不連續。如圖2所示。 數字信號是指不僅在時間上是離散的，而且在幅度上也是離散的，只能取有限個數值的信號。如電報信號，脈衝編碼調製(PCM，Pulse Code Modulation)信號等都屬於數字信號。二進制信號就是一種數字信號，它是由「1」和「0」這兩位數字的不同的組合來表示不同的信息。 人們依據在通信系統中傳送的是模擬信號還是數字信號，把通信系統分成模擬通信系統和數字通信系統。如果送入傳輸系統的是模擬信號，則這種通信方式為模擬通信。如今所使用的大多數電話和廣播、電視系統都是採用的模擬通信方式。 如果把模擬信號經過抽樣、量化、編碼後變換成數字信號後再進行傳送，那麼這種通信方式就是數字通信。 和模擬通信相比，數字通信雖然占用信道頻帶較寬，但它具有抗干擾能力強，無噪聲積累，便於存儲、處理和交換，保密性強，易於大規模集成，實現微型化等優點，正越來越得到廣泛的應用。 模擬信號和數字信號之間可以相互轉換：模擬信號一般通過PCM脈碼調製(Pulse Code Modulation)方法量化為數字信號，即讓模擬信號的不同幅度分別對應不同的二進制值，例如採用8位編碼可將模擬信號量化為2^8=256個量級，實用中常採取24位或30位編碼；數字信號一般通過對載波進行移相(Phase Shift)的方法轉換為模擬信號。計算機、計算機局域網與城域網中均使用二進制數字信號，在計算機廣域網中實際傳送的則既有二進制數字信號，也有由數字信號轉換而得的模擬信號。但是更具應用發展前景的是數字信號。

數字基帶信號

數字信號在送到信道上進行傳輸前，應轉換成適合於信道傳輸的碼型。數字基帶信號是未經調製的電信號。下面介紹一些常用的二進制數字基帶信號的碼型。

單極非歸 在這種二元碼中，用正極性脈衝(也可用負極性脈衝)表示信息「1」，用低電平(常為零電平)表示「0」，在整個碼元期間電平保持不變。

雙極非歸 雙極性非歸零碼用正脈衝表示「1」，負脈衝表示「0」。在整個碼元TB期間電平也保持不變。

單極歸 這種碼與單極性非歸零碼的不同之處在於「1」碼的脈衝持續時間τ小於TB。 為脈衝占空比，常用的RZ碼占空比是50%。

雙極歸 它的占空比一般也是50%。

差分碼 差分碼不是用脈衝本身的取值來表示「1」碼或「0」碼，而是用前後脈衝極性的變化與否來表示碼元的值，即相鄰前後碼元電平變化表示「1」，不變表示「0」，當然也可以反過來。差分碼可以是單極性的，也可以是雙極性的。圖3(e)給出的是雙極性的差分碼。

極性交替反轉碼 ，零電平表示「0」；用正負交替的脈衝表示「1」。這種碼型沒有直流分量。 n階高密度雙極性(HDBn)碼 HDBn為連「0」抑制碼。當二進制序列中的連「0」不大於n時，其編碼方式和AMI碼相同。當連「0」碼超過n時，則以每n+1個連「0」為一組，分別代之以特定的碼組，從而使HDBn碼中的連「0」碼不會超過n個。

HDB3碼的取代原則如下： (a) 原來代碼中的「1」碼(稱為信碼，用B表示)與V碼需各自始終保持極性交替的變化規律，以確保碼元序列無直流成分。

(b) V碼必須與前一個B碼同極性，以便和正常的AMI碼區別開來。如果這個條件滿足，就用「000V」代替該4連「0」組；如果不滿足，則用「B'00V」代替，B′和V同極性。此時B碼和B′碼合起來要保持條件a中信碼極性交替的規律。

在接收端譯碼時，發現有兩個相鄰的同極碼，那麼後一個就是V碼，把V碼和其前面三位碼全部變成「0」。這樣，就可以恢復原來的代碼流了。 AMI和HDB3的碼型已由CCITT(現為ITU-T)建議在脈衝編碼調製系統中作為接口碼型。

鐵路信號

「鐵路信號」是鐵路部門為保證列車運行安全和提高運輸效率而形成的一門學科。建國後，特別是1958年以來，鐵道部所屬的有關院校如北京鐵道學院（現北方交通大學）及上海鐵道學院等的電信系都設置了「信號」專業，為我國的鐵路信號事業培養了大批的專門人才。鐵路信號主要研究如何把「車站聯鎖」「集中」起來由車站值班員統一操控，以及如何實施單線或複線區間的「閉塞」，以防止列車迎面相撞或追尾，因之「信號」學科包括了信號、集中和閉塞三個方面，簡稱為「信集閉」。 信號是指示列車運行及調車作業的命令，有關行車人員必須嚴格執行。 鐵路信號分為視覺信號和聽覺信號。 視覺信號又分晝間、夜間及晝夜通用信號。 視覺信號的基本顏色： 紅色——停車； 黃色——注意或減低速度； 綠色——按規定速度運行。 聽覺信號：號角、口笛、響墩發出的音響和機車、軌道車的鳴笛聲。 鐵路信號按信號機是否可移動又可分為固定信號、移動信號和手信號。 按停車信號的顯示意義可分為絕對信號和非絕對信號（亦稱容許信號）兩種。絕對信號是指當顯示停止運行的信號時，列車、調車必須無條件遵守的信號顯示。進站、出站、進路和通過信號機的燈光熄滅、顯示不明或顯示不正確時，均視為停車信號。接近信號機的燈光熄滅、顯示不明或顯示不正確時，均視為進站信號機為關閉狀態。裝有容許信號的通過信號機，顯示停車信號時，准許鐵路局規定停車後起動困難的貨物列車，在該信號機前不停車，以最高不超過20 km/h，運行到次一通過信號機，按其顯示的要求運行。