干扰与失真
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在电信系统中,常有一些独立于被传输信号、不载带信息的有害成分叠加在信号上,使通信质量受到损害,这些成分便称为“干扰”。在通信技术中,也常把这种有害成分统称为“噪声”。不同的通信系统有不同的”干扰”比如无线和移动通信系统的干扰主要有同频干扰、邻频干扰、带外干扰、互调干扰和阻塞干扰,一般可以分为小区内的干扰、小区间的干扰、不同通信制式之间的干扰、不同运营商之间的干扰、系统设备造成的干扰等。而外来电波的干扰是造成移动通信系统干扰的主要原因之一.形成干扰的基本要素有三个:
(1)干扰源,指产生干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述如下:du/dt, di/dt大的地方就是干扰源。如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可 能成为干扰源。
(2)传播路径,指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传 播路径是通过导线的传导和空间的辐射。
(3)敏感器件,指容易被干扰的对象。如:A/D、D/A变换器,单片机,数字IC, 弱信号放大器等。
噪声有内部噪声和外部噪声之分。外部噪声是由外部电磁辐射引入的噪声。例如雷电、雨、雪、太阳黑子活动等自然现象造成的自然噪声,以及高频工业设备、高压输电线、电动工具、火花系统以及附近其他通信设备等人为因素引起的噪声,都属于外部噪声。内部噪声是指电信系统内部各级设备、电路、部件以及电子元器件等所产生的噪声。通常内部噪声比外部噪声的影响要大,且更难消除,因此内部噪声往往是电信系统中的主要研究对象。
噪声对通信所带来的影响程度,决定于信号功率和噪声功率的比值,于是便引入了“信噪比”的概念。信噪比是信号功率与噪声功率比的简称,它是度量电信系统质量可靠性的一个重要技术指标。在电信工程中,常用信号功率和噪声功率比的常用对数来表示,单位是分贝(dB)。即:信噪比(S/N)= 101g信号功率/噪声功率(dB)。
电信号在通过电信系统或电信设备后,往往会出现不希望有的波形变化,它使原来的信号改变了模样,这就是失真,或称之为信号“畸变”。失真,在模拟音频时代是指声音从音源转换为可听的声音过程中产生的声音的变形。到了数码音频时代,引起失真的原因变得更加复杂。不仅是硬件系统内部,由软件也会导致声音失真。然而此时的失真却更容易得到控制和利用。
硬件引起的失真主要是整个硬件系统信号电平调整不当所致。信号过强,则导致信 号出 现削波失真。控制硬件失真得从设备的购置开始考虑,不匹配的设备连在一起必然造成系统先天不足,麻烦就大了。任何失真都是不希望产生的。例如,谐波失真扰乱了某个音调和其他音调之间的关系;互相调制失真将产生不希望有的新音调等,这些都将使通信的质量下降。
