第5章信号与系统.ppt

2．阶跃响应的上升时间tr 与网络的截止频率B（带宽） 成反比 。 B是将角频率折合为频率的滤波器带宽（截止频率）。 几点认识 1．上升时间：输出由最小值到最大值所经历的时间， ： 四．理想低通对矩形脉冲的响应 吉伯斯现象 ：跳变点有9%的上冲。 （例如：升余弦类型） 2 1． 时，才有如图示，近似矩形脉冲的响 应。如果 过窄或 过小，则响应波形上升与下降时 间连在一起完全失去了激励信号的脉冲形象。 讨论 § 5.5 系统的物理可实现性佩利－维纳准则 一种可实现的低通 佩利－维纳准则 二．佩利－维纳准则 物理可实现的网络 佩利－维纳准则——系统可实现的必要条件 §5.7 调制与解调 调制原理 调幅、抑制载波调幅及其解调波形 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。 一．调制原理 说明 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 X 分析 X 频移性质 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 二．调幅、抑制载波调幅及其解调波形 § 5.1 引言 本章主要内容 　　本章初步介绍傅里叶变换方法应用于通信系统中的几个主要方面——滤波、调制和抽样。 系统函数H(jω)及傅里叶变换分析法； 包括无失真传输条件； 理想低通滤波器模型； 系统的物理可实现条件； 调制／解调的原理与实现； 带通系统的运用； 抽样信号的传输与恢复； 频分复用与时分复用。　　 则依卷积定理有 傅里叶变换形式的系统函数 设 对于稳定系统 频率响应特性 系统函数的物理意义 系统可以看作是一个信号处理器 激励：E(j?) 响应：H(j?)·E(j?) 对于不同的频率?，有不同的加权作用，这也是信号分解，求响应再叠加的过程。 对信号各频率分量进行加权 §5.2 利用系统函数H(j?)求响应 系统的频响特性与H(s)的关系 正弦信号激励下的稳态响应 非周期信号激励下系统的响应 一．系统的频响特性与H(s)的关系 例： 二．正弦信号激励下系统的稳态响应 则系统的稳态响应为 三．非周期信号的响应 傅氏分析从频谱改变的观点说明激励与响应波形的差 异，系统对信号的加权作用改变了信号的频谱，物理概念清楚； 用傅里叶分析法求解过程烦琐，不如拉氏变换容易； 引出H(jω)重要意义在于研究信号传输的基本特性，简历滤波器的基本概念，并理解频响特性的物理意义，这些理论内容在信号传输和滤波器设计等实际问题中具有十分重要的指导意义。 总结 系统可以看作是一个信号处处理器： ， 对于不同的频率 ，有不同的加权作用，这也是信号分解，求响应再叠加的过程。 例5-2-1 解： 例5-2-2 分析： 　　　　 解: 求v2(t) 波形及频谱图 波形及频谱图 说明 §5.3 无失真传输 失真 无失真传输条件 利用失真——波形形成 一．失真 线性系统引起的信号失真由两方面的因素造成 ●幅度失真：各频率分量幅度产生不同程度的衰减； ●相位失真：各频率分量产生的相移不与频率成正比， 使响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化。 信号经系统传输，要受到系统函数 的加权，输出波形发生了变化，与输入波形不同，则产生失真。 ●线性系统的失真——幅度，相位变化，不产生新的频率成分； ●非线性系统产生非线性失真——产生新的频率成分。 对系统的不同用途有不同的要求： ●无失真传输；●利用失真??波形变换。 二．无失真传输条件 幅度可以比例增加 可以有时移 波形形状不变 频谱图 几点认识： ●要求幅度为与频率无关的常数K，系统的通频带为无限宽。 ●相位特性与 成正比，是一条过原点的负斜率直线。 ●不失真的线性系统其冲激响应也是冲激函数。 相位特性为什么与频率成正比关系？ 只有相位与频率成正比，方能保证各谐波有相同的迟延时间，在延迟后各次谐波叠加方能不失真。 延迟时间t0 是相位特性的斜率： 群时延 或称群延时 在满足信号传输不产生相位失真的情况下，系统的群时延特性应为常数。 例 总结 系统的无失真传输条件