信号与系统的时域和频域特性.ppt

第六章信号与系统的时域和频域特性,TimeandFrequencyCharacterizationofSignalsandSystems,III,一般的通信系统总是由以下环节组成:,在通信系统中调制与解调是一种基本的技术。,调制是指用一个信号去控制另一个信号的某一个参量的过程。,被控制的信号称为载波(CarrierWave)。,在通信系统中广泛采用调制技术是因为:,1.任何信道都有它自己的传输特性;2.信道的带宽往往比一路信号的带宽要大得多;3.若信号以电磁波形式发送到信道，当发射天线的尺寸大约为信号波长的1/10或更大一些时，天线的辐射效率最高。,控制信号称为调制信号(ModulationSignal)，也称为基带信号。,调制与解调,在通信系统中，信号从发射端传输到接收端，为实现信号的传输，往往要进行调制和解调：高频信号容易以电磁波形式辐射出去多路信号的传输频分复用相关课程中讲解“调制与解调”的侧重点不同：“信号与系统”应用傅里叶变换的性质说明搬移信号频谱的原理；“通信原理”研究不同的调制方式对系统性能的影响；“通信电子电路”调制解调电路的分析。,调制原理,1调制,调制：将信号的频谱搬移到任何所需的较高频段上的过程。,调制的分类按载波正弦型信号作为载波脉冲串或一组数字信号作为载波连续性模拟（连续）调制数字调制,模拟调制是数字调制的基础。,幅度调制（抑制载波的振幅调制，AM-SC）,频谱结构,分析,X,频移性质,表明:对基带信号进行正弦幅度调制，就等于在频域将基带信号的频谱搬移到载频的位置。,为了在接收端能从恢复成,要求频谱搬移过程中不发生频谱重叠。为此，应满足：1.必须带限于。2.,2解调,将已调信号恢复成原来的调制信号的过程。,本地载波，与发送端载波同频同相,频谱,X,载波相位的影响:,假定调制时的载波解调时的载波,则,技术实现的关键:,采用频率合成器以保证频率准确度和频率稳定度，采用锁相技术以保证相位同步。,说明:由于在已调信号的频谱中同时保留了基带信号的上、下两个边带，故称其为DSB调制。这种调制方式只适合于点对点的通信。,二.非同步解调(包络解调)：(EnvelopeDemodulation),调幅、抑制载波调幅及其解调波形,调制信号载波信号抑制载波调幅调幅解调,利用包络检波器解调,r(t)：半波整流信号w(t)：图中得到的包络x(t)：实际包络，即A+g(t),调幅信号作用于带通系统,如果调制信号具有多个频率分量，为保证传输波形的包络不失真，要求理想带通滤波器：幅频特性在通带内为常数;相频特性应为通过载频点的直线用带通系统传输调幅波的过程中，只关心包络波形是否产生失真，并不注意载波相位如何变化，因为在接收端经解调后得到所需的包络信号，载波本身并未传递消息。,解：,可以分别求此三个余弦信号的稳态响应，然后叠加。,例1,已知带通滤波器转移函数为,频响特性,三个信号的响应，为此写出：,响应v2(t),曲线,比较,讨论,此带通系统幅频特性在通带内不是常数，因而响应信号的两个边频分量,频率窗函数的运用,在许多实际问题中往往需要研究信号在某一时间间隔或某一频率间隔内的特性，或者说希望观察信号在时域或频域的局部性能。这时可以利用“窗函数”对信号开窗。在时间域称为时域（时间）窗函数，在频率域称为频域（频率）窗函数。,例2,3.说明此系统具有何种功能？,解：,按卷积关系可求出系统的单位冲激响应为,系统函数及频谱图,由此可求出：,系统功能,当参变量a改变时，可调节此带通滤波器中心频率与带宽：增大a则中心频率降低、带宽变窄；减小a则中心频率移至高端，带宽加宽。但在变化过程中，这一系列的带通滤波器之带宽与频率之比保持不变，即,FrequencyDivisionMultiplexing,信道具有相应的频率特性，不同信道对不同频段的信号具有最佳传输特性。信道具有比信号带宽大得多的频带。,8.3频分多路复用(FDM),在前面的讨论中已经提到：,频分复用可以大大提高信道频率资源的利用率。,如果在一个信道中只能同时传输一路信号，显然对有限的信道频率资源是一种浪费。,频分复用,对频分多路复用信号解调时，首先要解复用：从复用信号的频谱中利用带通滤波器滤出所需的一路信号，然后对该路信号进行解调。,8.4单边带正弦幅度调制(SSB),SSB信号的产生:,1.滤波法:利用边带滤波器，滤除一个边带。,Single-SidebandSinusoidalAmplitiudeModulation,2.移相法:,其中：,8.5脉冲串作载波的幅度调制,一.脉冲串载波调制:,当幅度调制的载波信号是脉冲串时，称为脉冲串载波调制。,AmplitudeMo