信号与系统课件(郑君里版)第五章.ppt

第五章傅立叶变换将应用于通信系统，具有：无失真传输理想的低通滤波器调制和解调综合业务数字网(ISDN )，5.1无失真传输，一方面，傅立叶变换形式的系统函数，1，定义：例5.1.1如图所示，使用RC低通滤波器2 .根据权利要求1所述的系统函数，其中，仅当系统函数H(jw )在虚轴上和右半平面上存在无点时，才使用系统函数H(jw )获得响应，并且仅当系统函数H(s )在虚轴上和右半平面上存在无点时，才获得响应急剧变化意味着有较高的频率成分。 系统的H(jw )是低通滤波器，不允许高频成分通过，输出电压不会急剧变化，因此不表现为脉冲，指数规则地上升或下降。 另外，传输无失真、第一、信号失真、线性系统：幅度失真和相位失真不会产生新的频率分量。 非线性系统：通过非线性特性传输的信号产生非线性失真。 非线性失真可能产生新的频率分量。 信号失真的正反两面都是： (1)如果有意利用该系统进行波形变换，则必须要求信号通过该系统进行失真。 (2)传输原始信号时，要求研究传输中使信号的失真最小，即无失真的传输条件。 2、无失真传输的概念(瞬时波形传输不变)、3、信号无失真传输的条件(对系统提出的要求)、无失真传输的条件： (1)系统的频率响应特性等于常数k； (2)相位特性是通过原点的直线。群延迟：相位请求是群延迟特性常数、一、理想低通滤波器的频域特性、5.2理想低通滤波器、二、理想低通滤波器的冲激响应、三、理想低通滤波器的阶跃响应、一、调制与解调作用、5.3调制与解调、调制作用的本质：在各种信号的频谱上移动它们卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡二、调制和解调的原理1、调幅(线性调制)的原理、(1)调幅(AM )卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡6调制信号只与边带功率有关。 换句话说，载波成分没有信息。 在“全幅度调制”(|m(t)|max=A0或也称为100%调制)条件下，载波分量占据功率的大部分，但包含信息的两个边带占据的功率较小。 因此，AM信号的功率利用率在功率上较低。 (2)抑制载波双边带调制(DSB-SC )双边带信号(DSB )。 此时的域和频域的式子是sdsb (t )=m (t ) coscts dsb ()= m (c ) m (-c ) 、DSB信号的波形和频谱、(3)单频带调制(SSB )卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡如图所示，相移法生成单侧频带的振幅调制信号，(4)残留侧频带调制(VSB )，可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可可此外，非线性调制的原理、使高频载波的频率或相位根据调制信号的规则的变化而保持振幅一定的调制方式称为频率调制(FM )和相位调制(PM )，分别称为频率调制和相位调制。 因为频率和相位的变化可以看作是载波角的变化，所以频率调制和相位调制的总称为角度调制。(1)相位调制是指瞬时相位偏移根据调制信号m(t )而直线变化，即，由于铮铮铮铮作响，调制信号为_铮铮作响，铮铮作响这种方式被称为间接调制相。对调制信号进行积分后调整相位，即可得到调频波。 这种方式称为间接频率调制。 直接和间接调频，3，性能比较157348； FM的抗干扰性能最高，DSB、SSB、VSB的抗干扰性能次高，AM的抗干扰性能最低。 AM调制的优点在于接收设备简单，缺点在于功率利用率低，抗噪性差，AM方式对通信质量的要求不高时，目前主要用于中波和短波幅度调制广播。 DSB调制的优点是功率利用率高，而带宽与AM相同，其中接收请求进行同步解调，并且设备复杂。 只是点对点的专用通信，应用不太广泛。 SSB调制器：的优点在于功率和频带利用率高，并且抗噪声和选择性衰落能力优于AM，但是带宽仅AM的一半这一缺点：的传输和接收设备是复杂的。 SSB方式在短波段的无线电广播或频分复用系统等频带拥挤的情况下被广泛使用。 57348； 此外，VSB调制的部分抑制发送侧频带，VSB的性能与SSB相同。 VSB解调在原理上也需要同步解调，但是在某个VSB方式中，能够通过整合了AM、SSB、DSB三个优点的包络检测方式解调合成信号。 所有这些特点，VSB对商用电视广播系统特别有吸引力。 FM波幅恒定，具有较强的衰落能力。 利用自动增益控制和带通限制，也去除衰落引起的振幅变化效果。 窄带FM对微波中继系统有吸引力。 宽带FM抗干扰能力强，能够交换带宽与信噪比的宽带FM广泛应用于长距离高质量的通信系统，如空间与卫星通信、调频立体声广播、超短波广播等。 宽带FM的缺点是带宽利用率低、阈值效应，因此在接收信号较弱、干扰大的情况下应当采用窄带FM。 小型通信机采用窄带调频的原因。 另外，将1、脉冲码调制传输方式、5.4脉冲码调制(PCM )、2、PCM通信系统、3、PCM通信系统的特征、1、复用等几个信号以某种方式合并，在相同的信道中统一传输称为复用。 5.5频分复用和时分复用、2、频分复用的原理；(1)在发送侧将各个信号频谱移动到不同频率范围，使得它们不相互重叠，从而允许相同的信道传输被复用。 (2)在接收侧，可以通过使用若干滤波器来分离、解调各电路的信号，从而恢复各电路的原始信号。 频分复用通信系统的方框图，3，时分复用的原理，时分复用的理论依据：采样定理。 -fm fm信号由间隔为1/2fm的采样值唯一决定。 能够从这些瞬时采样值正确地恢复原始的连续信号。 此外，每个信道只被占用取样时刻，并且其馀的空闲时间可以传送每个电路的取样信号，例如第二电路、第三电路。 另外，通过有规律地排列每个电路的信号样本值，实现时分复用。 在接收侧，这些采样值被适当的同步检测器分隔。 另外，将双向信号的时分复用比较： (1)在信道上存在信号的情况下观看频分复用系统，发现在所有时间信道上存在每个信号并且混合信号占用有限不同的频率区间，并且该区间也不被信号占用。 时分复用系统：每个信号占用不同的时间部分，并且在这个部分中未被其它信号占用的所有信号频谱可以具有相同频率间隔内的任何分量。(2)从电路的实现来看，时分复用系统优于频分复用系统。 在频分复用系统中，需要设计不同的带通滤波器，因为各个电路产生不同的载波并且占用不同的频带。 在时分复用系统中，与复原各电路的信号的电路结构相同，而且以数字电路为主。 (3)时分复用系统的另一优点为在各个电路信号之间的干扰(串扰)性能中表现。 另外，在频分多路复用系统中，在设计和制造放大器时，其非线性指示符的要求可能比传送单向信号的要求要严格得多，并且难以实现。 另外，在时分复用系统中，在设计上不适当的相邻脉冲信