信号与系统第五章3郑君里ppt课件

c b a
完整O版PPT课件 a
b
c
25
复用收信端
收信端：带通滤波器，分开各路信号，解调。
带通
gt
带通
cos
ga
at
t
低通
fa t
cos bt 低通 fb t
带通
cosct 低通 fc t
G( )
c b a
O
a
b
c
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26
频分复用解调分析
先利用一个带通滤波器（带 a宽 m a m ）,
a
a
0
当 为 完整版其 PPT课他 件 值
12
系统功能
由Ha
图
形
可
见
，
此
系
统
功
能
1
a
Ha
是 理 想 带 通 滤 波 ，频中率心
2π
0
3 π， a
带
宽Bω
2π a
4π 2π O 2π 3π4π
aa
a aa
＊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；
fs0 t
1
O Ts
t
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18
第十节 脉冲编码调制(PCM)
•脉冲幅度调制（PAM）：利用脉冲序列对连续信号 进行抽样产生的信号，这一过程的实质是把连续信号 转换为脉冲序列，而每个脉冲的幅度与各抽样点信号 的幅度成正比。 •脉冲编码调制（PCM）：把连续信号转换成数字 （编码）信号进行传输或处理，在转换过程中需要利 用PAM信号。
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 。
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2
二．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 。
•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，完整即版PPTB 课ω 件 0 23
13
第九节 从抽样信号恢复连续时间信号
一．由抽样信号恢复原信号
S 2m 1 F S
TS
理想低通滤波器
HT0s
c c
S
om S
H S m
TS
F F s H f t f s t h t Co C
可以分别求此三个余弦信号的稳态响应，然后叠加。
由Hs写出频响特性
H jj 2 1 j2 1完整2 0 版 PPT0 课j件2 2 2 jj 12 004
频响特性
Hj2j1200100
1002
(频率在 ＝10附 0 近 )
Hj1j1100
利 用 此 式 分 co1 别 s0t， 0 求 1co1 系 s0t,1 统 1co对 9st9 ,
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 相对于载频分量有所削 弱。
他们还分别 4产 5的生 相了 移，而载 等频 于点 零
•经此带通系统幅以波后包，络调的相小(对 也强 即 “调幅深度”减小；
•包 络 产 生 时 延 间， 可延 由时 相时 移 值 与 之频 比
求 得 ＝ 4s;
2
2
三个信号的响应，为此写出：
Hj1001
Hj1012e完j4整版5PPT课件Hj99 2ej45
5
2
2
响应v2(t)
H j10 10 H j10 2 1 e j45H j9 92 e j45
2
2
于是写 v2t出 表响 达应 式为
v2tcos100t
1 2
2cos101t 45 2
100
99 π
101
2 π 99
4
2 π 101
4
4
π 2
99 100 101
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7
比较
1
H j 1
2
v 1 t 1 cto cs 1 ot) 0 s(0
v 1 t 波形
99 100 101
t
包络延时
π
v 2 t 波形
2 π
4
100
99
π 4
101
t
π 2
v2t1完整版2P2PTc课件ots405co1s0t0 8
2 2
cos99t
45
cos100t 2cos100t•cost 45 2
1
2 2
cost
45
cos100t
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6
曲线
激励信号频谱 π 100
1
π 99
2
Hj 1
π 101
2
2
99 100 101
99 100 101
π
2
π
4
响应信号频谱 π 100
和传输接近δ函数的时宽窄且幅
度大的脉冲信号比较困难。为 此，在数字通信系统中经常采
fs t
1
用其他抽样方式，如零阶抽样 O Ts
t
保持。 零阶抽样保持:
pt
1
O Ts
t
M1
fs0 t
f t
M2
fs0 t
1
O Ts
t
p1 t
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三、一阶抽样保持
• 将连续函数f（t）各样本值用直线连接构 成折线形状的波形。
群时： 延描述了调幅波 信形 号的 包延 络时。
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9
例2 若信 ft通 号过某线性 产时 生不 输变 出
1afwatd
1.求此系统的系H统 a函 ；数 2.若 wtsin πtπcπot3sπt，H 求 a表 达 式 ， 并 Ha~图 形 ；
3.说明此系统具有何种功能？
4.当参 a改 数 变H 时 a~ ， 图形变化有何
cos先利用一个带通滤波器滤出附近的分量再同步解调28timedivisionmultiplexingtdm主要用于数字信号的传输和接入把传输信道按时间进行分割成不同的时间段每部分时间段称为时隙timeslot29?时分复用传送pcm信号传输pcm信号所具备的优点在时分复用都得以体现
第八节 带通滤波系统的运用
滤出 a 附近的分量，再同步解调
g a tfa tc2 o a ts
1 2fat1co 2 sat
1 2fat 1 2fatco 2 a ts
G a 1 2 F a 1 4 F a 2 a F a 2 a
再使用低通滤波器，完完成整版解PPT课调件。
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二．时分复用
● Time-division Multiplexing (TDM) ●主要用于数字信号的传输和接入 ●把传输信道按时间进行分割成不同的时间段 ●每部分时间段称为时隙 (Time Slot)
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优点
•时分复用传送PCM信号，传输PCM信号所具备的 优点在时分复用都得以体现。 •产生与恢复各路信号的电路结构相同，而且以数字 电路为主，比频分复用系统的电路更容易实现超大 规模集成，电路类型统一，设计、调试简单。 •容易控制各路信号之间的干扰（串话），合理设计 码脉波形可使频带得到充分利用并且防止码间串 扰。
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3
例1、已知带通滤波器转移函数为
H sV V 1 2sss12 2s102 0 激励 v 1 t 1 c 信 to c1 o s 号 t) ， 0 s( 0 为 v 2 求 t 。
解： 激励信 v1t号 表示式可展开写作
v1tco 1s t0 ) (0 1 2co 1s t0 1 2 1co 9ts 9
编码原理示意图
二进制等效数字 0000
0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
1010 1011 1100 1101 1110 1111完整版PPT课件
脉冲编码波形
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PCM的优缺点
•提高了信噪比： 模拟通信系统——中继器——噪声累加； PCM——数字通信系统——再生器——噪声不会累加； 合理设计A/D,D/A变换器可将量化噪声限制在相当微弱 的范围内。 •组合多种信源传输时具有灵活性； •便于实现各种数字信号处理功能。
ft f s ( t) h t n f( n s)T ( t n s) T T sπ cSc a t
T s πcn 完 整版f P(Pn T课件sT )Sac tnsT
15
说明
ftT s π cn f (ns)T S actnsT
• 连续信号f(t)可以展开成Sa函数的无穷级数，级数的系
数等于抽样值f(nTs)。 • 也可以说在抽样信号fs(t)的每个抽样值上画一个峰值为 f(nTs) 的Sa函数波形，由此合成的信号就是fs(t) 。
当 s2 m ，则 cm 有 ,T s2 π s π c
此f时 t f(ns)T S actnsT
n
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二．零阶抽样保持
在实际电路与系统中，要产生
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10
1a fwa td
解： 按卷积关系可求出系 统的单位冲激响应为
hat
1 wt a a
若函 w t的 数傅里W 叶 ， 变借 换助 为尺度 得
F h a t H a a W a
由 wt 1 sin πtco3sπt求出其傅里叶变
π πt
W 1•1uπuππ3π3π
2π π
实现多路通信的传输体制。
(frequency division m完u整l版tiPpPTl课y件)
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复用发信端
调制，将各信号搬移到不 同的频率范围。
fa t cos at fb t cosbt fc t
cosct
Fa ( )
Fb ( )
ya t yb t gt
yc t
Fc ( )
O
O
O
G( )
缺点： PCM信号传输时占用频带加宽，例如
语音信号
300~3400Hz
4kHz
抽样率
8kHz
8位脉冲编码
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64kHz
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第十一节 频分复用与时分复用
一．频分复用
复用：在一个信道上传输多路信号。
频分复用
（FDM）
时分复用
（TDM）
码分复用（码分多址） （CDMA）
波分复用
（WDM）
频分复用：就是以频段分割的方法在一个信道内
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PCM通信系统简化框图
发送端
f t
信源
抽样
fs0 t
量化编码
f D t
至数字信道
pt
A/D
fˆD t
D/A
自数字信道
fs0 t
接收端
1 补偿 Sa(x)
f t
终端
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量化
量化的过程是将信号转换成离散时间离散幅度的多电平信号。
f t V
1 .5 1.461.5 1.521.5
1u4πu2πu2πu4π
2π
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系统函数及频谱图
W21π
0
当2π 4π
W
1
2π
当为 其 它 值 4π 2πO 2π 3π 4π
由此可求出：
Ha
1a
asinπtcos3πt
hat
a a ππt
2π 4π 2π O
aa
2π 3π4π
a aa
Ha12
a π
当2π 4π
滤除高频成分，即可恢复原信号
F
1
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mom
14
时域运算
以理想抽样为例
时域 fs(t)： f(t)T (t) f(ns)T (t ns)T n
频F 域 s 2 1 π ： F P T 1 Sn F n s
理想低通滤波器：
频 域 H： T 0s cc 时 域 ht： T s π cS act
1 .4
1 .3
1 .2
1.221.2
1 .1
1 .0
0 .9
0.870.9 0.890.9
0 .8
0 .7
0 .6
0 .5
0 .4 0 .3
0.340.3
0 .2
0.460.5 0.220.2
0 .1 0.060.1
TS
完整版PPTห้องสมุดไป่ตู้件
21
数字 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15
•调幅信号作用于带通系统 首先讨论调制信号经带通滤波器传输的性能， 这是通信系统中经常遇到的实际问题；
•频率窗函数的运用 这就是用带通滤波构成频率窗函数以改善信号局部特 性的分辨率，这是信号处理技术中一些新方法的重要 理论基础。
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1
一．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：