訊號與編碼
模擬訊號與調製方式、波特率
電路中，訊號的傳輸從接收端在時間來看是乙個波形。那麼傳送端就是根據資料生成這個波形，接收端就是拿到波形分析出來資料。這整個過程其實就是資料到電波的編譯碼，中間的載體是電路、電纜。
實際的模擬訊號是乙個隨時間連續的曲線。這條曲線類似正弦波，有波幅，有波峰波谷，有頻率。我們一般用其變化來表示資料，這就是調製方式。用頻率變化來表示就是調頻，用波幅來表示就是調幅。
波特率（baud rate）即調製速率，指的是訊號被調製以後在單位時間內的變化，即單位時間內載波引數變化的次數。它是對符號傳輸速率的一種度量，1波特即指每秒傳輸1個符號。
數碼訊號與取樣定理
而實際資料是離散的，我們能表達的資料也是離散的。怎麼來表達這樣的乙個連續的模擬訊號呢？答案就是離散化，取樣。採集足夠多的離散的資訊點，再把這些點串起來，就能近似的還原出來這個波形。而且直覺上來講，採集到的點越多，還原出來的波形越接近實際情況。這個離散的資料就是數碼訊號。
一般情況下，例如我們在波形中用波峰表示資料1，波谷表示資料0。這樣的話，如下圖，每個波峰內採集到4個點，或者在加乙個點達到5個點，一樣不大。都能還原出來這個波形所表示的資料。但只採集乙個點不行，比如正好都採集到穿越x軸附近的點，這樣的所有取樣點連線起來的波形近似於一條直線。
取樣定理告訴我們：在進行模擬/數碼訊號的轉換過程中，當取樣頻率fs.max大於訊號中最高頻率fmax的2倍時(fs.max>=2fmax)，取樣之後的數碼訊號完整地保留了原始訊號中的資訊，一般實際應用中保證取樣頻率為訊號最高頻率的5～10倍；取樣定理又稱奈奎斯特定理。
脈衝訊號與脈衝編碼調製
脈衝訊號是一種離散訊號，形狀多種多樣，與普通模擬訊號（如正弦波）相比，波形之間在時間軸不連續（波形與波形之間有明顯的間隔）但具有一定的週期性是它的特點。最常見的脈衝波是矩形波（也就是方波）。脈衝訊號可以用來表示資訊，也可以用來作為載波，比如脈衝調製中的脈衝編碼調製（pcm），脈衝寬度調製（pwm）等等，還可以作為各種數位電路、高效能晶元的時鐘訊號。
脈衝編碼調製 (pulse codemodulation)是一種對模擬訊號數位化的取樣技術，將模擬語音頻號變換為數碼訊號的編碼方式，特別是對於音訊訊號。例如pcm 對訊號每秒鐘取樣 8000 次；每次取樣為 8 個位，總共 64 kbps。
脈衝編碼調製主要經過3個過程：抽樣、量化和編碼。抽樣過程將連續時間模擬訊號變為離散時間、連續幅度的抽樣訊號，量化過程將抽樣訊號變為離散時間、離散幅度的數碼訊號，編碼過程將量化後的訊號編碼成為乙個二進位製碼組輸出。
所謂量化，就是把經過抽樣得到的瞬時值將其幅度離散，即用一組規定的電平，把瞬時抽樣值用最接近的所謂編碼，就是用一組二進位製碼組來表示每乙個有固定電平的量化值。
時鐘訊號與時鐘頻率
時鐘訊號可以看做脈衝訊號的乙個基準。以時鐘頻率作為基準，就可以把脈衝訊號裡的資料按頻率週期分割開來。見下面的曼徹斯特編碼。
在通訊網路中，接收端需要從接收資料中恢復時鐘資訊來保證同步，這就需要線路中所傳輸的二進位製碼流有足夠多的跳變，即不能有過多連續的高電平或低電平，否則無法提取時鐘資訊。這樣沒有乙個參照的話，兩個連續的低電平和兩個連續的高電平，與乙個低電平和乙個高電平，看起來是一樣的、無法區分。而且對於電路中的隔直電容來說，連續多個高電平會導致被看做直流，後面的一部分會直接被截斷。
曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼
曼徹斯特編碼是一種混合了時鐘訊號和數碼訊號的編碼。這樣同步時鐘就直接被加入到了訊號中，使得每乙個表示資料位的碼元都至少會有乙個跳變，即最多出現兩個連續的高電平或低電平（這點很重要）。缺點是每個碼元變成了兩位，資料傳輸速率也就是位元率只有原來的一半。
編碼方式為每個週期中間位置的跳變從高到低為1，從低到高為0。上圖的第四行表示反相的曼徹斯特編碼。
差分曼徹斯特編碼跟曼徹斯特編碼一樣，每個週期的中間部分都有跳變。只做了乙個很小的變動，如果每個週期開始處有跳動，表示0，否則表示1。這樣就跟上公升或下降沒有直接關係。
4b/5b編碼
針對曼徹斯特編碼只有一半的傳輸速度的問題，在放寬約束條件下，出現了4b\5b編碼（類似base64）。
原理大概如下，4個bit可以表示16個不同組合，而5個bit可以表示32個組合，從32個不同組合裡，取出16個相對均勻的組合來，跟原來的4bit表示的16個情況一一對應。這樣所有的資料byte（8bit），都分成高位4bit和低位4bit，每個4bit再按對照表表示成5bit。產生的訊號電平就相對均衡，最多有7個連續的1（0x7f），3個連續的0（0x21）。
雖然其均勻性不如曼徹斯特編碼，其傳輸效率，從4位變成5位，效率為原來的80%，比曼徹斯特編碼高出了30%。
簡單交叉編碼：1001編碼
有時候我們發現針對多個連續出現的高電平，會導致訊號衰弱的厲害，這時候曼徹斯特瞞報很有效。其實我們可以簡單的簡化一下此編碼。
方法如下：
所有的資料二進位製化比如 11000110 …
在每個1後新增乙個0，每個0後新增乙個1
前面的資料就成了1010010101101001… 黑色為原資料，藍色為補充的資料。
解碼資料時，直接按位，去掉偶數字上的資料，得到的資料即為原資料的二進位制表示。
可以分別對原資料、奇偶數字做奇偶校驗。如果資料錯誤一位，可從另一部分還原資料。
1 編碼 神經編碼（1） 訊號與系統
眾所周知，大腦活動會產生非常多種類的神經訊號，其中一部分是可以觀測的。比如大腦皮層產生的微弱電磁場可以用eeg或meg來探測，大腦的耗氧量可以用fmri的方式觀察，某個神經元的放點頻率可以通過單細胞記錄的方法 singel cell recording 探測。這些電生理學的技術是否可以幫助我們理解大...
自編碼網路與時間訊號分解
最近一直在研究與自編碼相關的深度學習知識，關於自編碼相關的數學知識請移步相關的解釋 這裡不再贅述。一直想利用tensorflow實現乙個自編碼的小例子，網上列出的例子大部分都是和官方例子相似的影象處理的例項 這些例子對於沒有影象處理的人來說有些晦澀，所以想自己設計乙個自編碼網路的例子來說明一下深度學...
資料編碼 訊號調製
通道上傳送的訊號也可以分為 基帶訊號 將數碼訊號1，0直接用兩種不同的電壓表示，再送到數字通道上去傳輸 直接表達了要輸出的資訊的訊號。基帶訊號在數字通道上去傳輸，就叫做基帶傳輸 寬頻訊號 將基帶訊號進行調製以後形成的頻分復用模擬訊號，再傳送到模擬通道上去傳輸 寬頻傳輸 傳輸距離近時，用基帶傳輸方式 ...