什么是波特率（Baud Rate），波特率和比特率的换算公式是什么？

波特率（Baud Rate）是衡量数据通信中信号传输速率的重要指标，指单位时间内传输的码元个数，单位为 “波特（Baud）”。

关键概念解析：

码元：

码元是通信中信号的基本单位，可理解为 “一个符号代表的信号状态”。例如，在串口通信中，电信号的高低电平变化、频率变化等都可作为码元的状态。

一个码元可以携带多个二进制比特（bit）的信息，具体取决于信号的状态数。比如：

若信号只有 2 种状态（如高低电平），1 个码元 = 1 比特；

若信号有 4 种状态（如 4 种不同电压），1 个码元 = 2 比特（因为 2²=4）。

与比特率的区别：

比特率（bit rate）是单位时间传输的二进制位数（单位：bps），与波特率的关系为：

比特率 = 波特率 × log₂(码元状态数)

只有当码元状态数为 2 时（即 1 码元 = 1 比特），波特率才等于比特率。

实际应用：

波特率是通信设备（如串口、调制解调器）的核心参数，收发双方必须设置相同的波特率才能正确通信。例如：

常见的串口波特率有 9600、115200 等，若设置为 9600 波特，且 1 码元 = 1 比特，则传输速率为 9600 bps；

若设备支持更高的码元状态数（如 4 种状态），9600 波特可对应 19200 bps 的比特率。

简言之，波特率描述 “信号符号的传输速度”，而比特率描述 “实际数据（二进制位）的传输速度”，两者需结合信号状态数关联。

波特率与比特率的换算公式如下：

比特率（bit/s）= 波特率（Baud） × log₂（码元状态数）

公式说明：

比特率：单位时间内传输的二进制位数（单位：bps 或 bit/s）。

波特率：单位时间内传输的码元个数（单位：Baud）。

码元状态数：一个码元可能表示的信号状态数量（如 2 种、4 种、8 种等）。

举例：

若通信中码元只有 2 种状态（如高低电平），则 log₂2 = 1，此时 比特率 = 波特率（例如 9600 波特 = 9600 bps）。

若码元有 4 种状态（如 4 种不同电压），则 log₂4 = 2，此时 比特率 = 波特率 × 2（例如 9600 波特 = 19200 bps）。

若码元有 8 种状态，则 log₂8 = 3，此时 比特率 = 波特率 × 3。

简言之，码元能表示的状态越多，每个码元携带的比特数就越多，比特率相对于波特率的倍数也就越大。