且說上回書說到了傅里葉變換，便有看官言道：你這傅里葉變換說的倒也有幾分道理枷遂，只是圖又無圖樱衷，且又沒有實例，我焉能信你酒唉？你說那凡系統(tǒng)必可視為濾波器矩桂，我竟聞所未聞，你可不要唬我痪伦？
看官莫急侄榴，因得你這般疑慮，便有了這篇進階网沾。
話說有位年輕人癞蚕，平日喜歡動手焊接一些小電路。一天辉哥，他看到一個很有意思的題目桦山，叫做數(shù)字幅頻均衡功率放大器，便想要做出這個電路來醋旦，可是有很多疑慮不解恒水。苦思不解之余饲齐，暗想我這學(xué)電信專業(yè)也有三年了钉凌，說來學(xué)了不少課程，可如今竟毫無一用之處捂人？這書讀的真是無用御雕。想來列位看官與這少年也頗有同感吧。
今日便以此為例先慷，細述列位之疑問，并授學(xué)以致用之道咨察。（大一大二的同學(xué)论熙，可以直接跳轉(zhuǎn)最后一節(jié)，文末有彩蛋呦Ｉ阌）
首先脓诡，我們來分析一下這個題目數(shù)字幅頻均衡功率放大器无午。功率放大就是把信號的功率進行放大，像收音機祝谚，話筒宪迟，手機都有功率放大。這些典型的功率放大的都是聲音信號交惯，所以稱為音頻功放次泽，作用就是把個小小的聲音弄成大大的聲音，當然放大過程中盡可能的不要走調(diào)（專業(yè)術(shù)語叫做失真）席爽。
可是什么叫做數(shù)字幅頻均衡呢意荤？為什么要做這個數(shù)字幅頻均衡呢？我們先來想一下我們的信號是怎么傳輸?shù)摹?/p>
很久很久以前的電影里只锻，那些黑社會的老大出來的時候玖像，都會拿一個大磚頭一樣的電話，名字很酷叫做大哥大齐饮，這個大磚頭幾乎都是模擬電路完成的捐寥，很復(fù)雜，所以很昂貴∽媲現(xiàn)在買菜的大媽都會拿電話：“我這邊土豆五毛一斤握恳？什么？你那里四毛羹膳？好睡互，我馬上過來”。為什么電話這么便宜了陵像？因為技術(shù)進步了呀就珠。最典型的進步便是這手機普遍采用了數(shù)字技術(shù)。
數(shù)字技術(shù)和模擬技術(shù)最大的不同就是信號傳輸?shù)臅r候都是用的0101這樣的二進制傳送的醒颖，傳輸一個電壓信號需要用一串二進制碼妻怎，也就是一串矩形脈沖信號。
這些碼在經(jīng)過信道傳輸?shù)臅r候泞歉，因為信道的帶寬總是有限的逼侦，這有限的帶寬就相當于一個低通濾波器，把帶寬之外的高頻信號給濾除掉了腰耙。
在學(xué)過傅里葉變換之后榛丢，大家應(yīng)該都知道當時間信號的幅度出現(xiàn)銳變的時候，如果進行傅里葉變換挺庞，會發(fā)現(xiàn)信號增加了很多的高頻分量晰赞。這也可以解釋一些常見的實驗現(xiàn)象，比如用示波器觀察一個單頻正弦信號，如果觀察的波形突然變粗掖鱼，說明在信號上附加了很多高頻的噪聲然走，想要消除，就應(yīng)該進行低通濾波戏挡，當然濾波的截止頻率一定要在正弦信號頻率之上芍瑞；但如果一個單頻正弦信號用示波器觀察時，雖然波形很清晰幅度卻出現(xiàn)了緩慢的變化褐墅，就是這個信號里混入了低頻噪聲拆檬，相應(yīng)的應(yīng)該用高通濾波器濾除。
所以掌栅，對于一個原來形狀很標準的矩形信號秩仆，其實其高頻分量是極其多的，傳輸信道的帶寬越小猾封，這個矩形信號能夠保留的高頻分量越少澄耍。高頻分量被濾除之后，信號會發(fā)生什么樣的變化呢晌缘？顯然齐莲，信號邊沿會變平緩，信號的時間會延展磷箕。這個怎么理解选酗？考慮一個最極端的情況，信號的高頻分量都被濾除岳枷，只剩下了少量的低頻信號芒填，是不是就相當于一個低頻正弦信號的疊加了？所以信號變化起伏變小空繁，但是時間會展的很寬殿衰。
當很多這樣的矩形脈沖信號順序傳輸?shù)臅r候，前一個脈沖的長尾巴就會和后一個脈沖的頭混在一起盛泡，這時候你還能看出來誰是誰嗎闷祥？這些脈沖碼片之間相互干擾的現(xiàn)象就叫碼間串擾。
碼間串擾就是因為傳輸過程中信道帶寬有限造成的傲诵。這種帶寬有限的信道通常會被等效成低通濾波器凯砍，或者帶通濾波器。如何待傳輸信號是基帶信號（基帶傳輸就是載波頻率為0拴竹，沒有經(jīng)過調(diào)制的信號）悟衩，那么經(jīng)傳輸后通常會保留低頻信號，這時候傳輸系統(tǒng)就相當于低通濾波器栓拜。如果是待傳輸信號是調(diào)制信號座泳，那么經(jīng)傳輸后通常會保留以載波頻率為中心的帶通信號斑响，這時候傳輸系統(tǒng)就相當于帶通濾波器。
有沒有特例呢钳榨？當然有，有的信號傳輸特性就是帶阻特性纽门。
有人會想書上不是說碼間串擾不是由于多路徑傳輸造成的嗎
薛耻？除了同一條傳輸路徑本身的濾波特性之外，數(shù)字碼脈沖經(jīng)過多個路徑到達接收端時赏陵，因為各路徑對信號的延時不同饼齿，因此多路信號在接收端疊加過程中，有的會彼此增強蝙搔，有的會互相越弱缕溉，從而出現(xiàn)因變形、拖尾造成碼間串擾情況吃型。
我們換個角度來看待這個問題证鸥，多路徑也可以看成是信道特性的一部分。從這個角度來說勤晚，碼間串擾仍是由于信號中損失了相應(yīng)的頻率成分造成枉层。
所以擴展一下我們對碼間串擾的理解吧：當含有豐富的頻率成分的矩形脈沖信號通過一個有限帶寬的信道時（現(xiàn)在明白信道總可以等效成一種濾波器的意思了吧），總是會被濾波赐写，導(dǎo)致信號不再是有標準的矩形信號鸟蜡，前后碼元的波形畸變、展寬挺邀，并使前面波形出現(xiàn)很長的拖尾揉忘，蔓延到當前碼元的抽樣時刻上，從而產(chǎn)生了由于時間延展造成的碼間串擾情況端铛，影響了接收端對信號的接收還原泣矛。
既然碼間串擾是由于信道的濾波特性造成的，如果能夠抵消濾波特性帶來的影響沦补，就一定可以實現(xiàn)信號傳輸過程中不會因為某些頻段的信號幅度被衰減的情況乳蓄，保持信號的幅頻特性（幅度與頻率的關(guān)系，橫軸為頻率夕膀，縱軸為信號的幅度）經(jīng)傳輸后不發(fā)生明顯改變虚倒，這便稱為幅度均衡。
可見产舞，若能夠知道信道的濾波特性魂奥，設(shè)計一個與信道等效濾波器濾波器幅頻特性相反的濾波器，則能夠很好解決碼間串擾問題易猫。均衡濾波器的幅頻特性H2(f)應(yīng)為信道濾波器幅頻特性H1(f)的倒數(shù)耻煤。
如此看來，信道幅頻均衡功率放大器最核心的問題其實是這三個：（1）獲取信道等效濾波器的幅頻特性；（2）均衡濾波器的設(shè)計哈蝇；（3）功率放大器的選取和典型電路的設(shè)計棺妓。
而在這個過程中，濾波器的設(shè)計其實是信號傳輸系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵炮赦。
通過這個例子可見怜跑，若能夠從頻域來分析信號的處理過程，會更直觀的感受到信號的特性吠勘。
系統(tǒng)的傳遞函數(shù)與濾波器的對應(yīng)性芬，其實在電信學(xué)科很多課程中都有所設(shè)計。我們來一起把相關(guān)的知識點串一串剧防。
在電路分析中植锉，涉及到信號的頻率特性，此時應(yīng)該對波特圖峭拘、濾波器有初步的認識俊庇，了解傅立葉級數(shù)和傅立葉變換才能為后面的課程打下基礎(chǔ)。
在模擬電路的學(xué)習(xí)中鸡挠，有一章有源濾波器的設(shè)計暇赤，會給大家介紹濾波器設(shè)計的初步知識，并加深對幅頻特性曲線的理解宵凌，了解到一些相位補償?shù)母拍睢?/p>
在接下來的信號與系統(tǒng)中鞋囊，進一步加深對系統(tǒng)特性的認識，建立系統(tǒng)傳遞函數(shù)H（s）與電路的對應(yīng)關(guān)系瞎惫。熟練的掌握傅立葉變換溜腐，深刻的理解信號通過一個系統(tǒng)時時域的處理方法和對應(yīng)的頻域處理方法。
在數(shù)字信號處理中瓜喇，進一步學(xué)習(xí)濾波器的設(shè)計原理挺益。
這些課程環(huán)環(huán)相扣，互為基礎(chǔ)乘寒。當這些課程知識點能夠掌握之后望众，再來分析信道特性和電路的設(shè)計，也就順理成章了伞辛。
可見傅立葉變換烂翰，在完成信號從時域到頻域的轉(zhuǎn)換之后，對信號的處理起到了多么關(guān)鍵的作用蚤氏。
（以上純粹是個人的理解甘耿，如果有偏頗之處，歡迎留言討論竿滨。）
這個傅立葉變換為什么能夠這么神奇佳恬？它有什么基本屬性捏境？欲知更多精彩內(nèi)容，歡迎關(guān)注公眾號情人節(jié)的一束玫瑰今后的《電信演義》系列推送毁葱。
