数字信号处理1研究.ppt

首先， 乘以一个与载波同频的正弦信号，其结果为 结果表明 由以因子1/2尺度缩放的 和载波频率为 的已调幅信号组成 1.3 典型的信号处理运算 的频谱 如下图所示 因此，通过截止频率为 的低通滤波器，我们可以从 中恢复出 ， 调制和解调框图如下 1.3 典型的信号处理运算 通常很难保证解调的正弦信号在任何时候都和载波具有一样的频率 为了解决该问题，在已调幅的无线电信号的传输中修改调制方式，使得被传输的信号中包含有载波信号 1.3 典型的信号处理运算 重新定义振幅调制运算： 其中选择m的数值要确保 对于任意t都是正数;由于载波存在于已调信号中，因此这种调制方式称为双边带调制（DSB） 如图为正弦调制信号的波形图，调制方式为DSB，频率为20Hz，载波频率为400Hz，m=0.5 1.3 典型的信号处理运算 在通常的振幅调制情况下，已调信号的带宽是 ，调制信号的带宽为 为了提高传输媒介的容量，仅发送已调信号的上边带或下边带 下图为单边带调制（SSB）框图 1.3 典型的信号处理运算 1.3 典型的信号处理运算 SSB调制方式的相关信号谱 1.3.5 正交振幅调制 DSB调制的效率是SSB调制的1/2 正交幅度调制（QAM）采用DSB调制方式，调制两种不同的信号，且让它们占有同一个带宽 因此，QAM方式与SSB方式带宽相同 1.3 典型的信号处理运算 考虑两个带宽受限信号 和 ，带宽为 1.3 典型的信号处理运算 这两个调制信号分别被两个载波信号 和 调制，并求和得到混合信号 可以看到，这两个载波信号有着相同的载波频率 ，但相位相差 1.3 典型的信号处理运算 载波 称为同相分量，而载波 称为正交分量 混合信号 的频谱 为 从上可看出， 与用DSB调制得到已调信号占有相同带宽 为了恢复原始调制信号，混合信号分别乘以载波的同相分量和正交分量，得到两个信号： 1.3 典型的信号处理运算 将 代入以上两个式子中，得到 下图显示了正交振幅调制和解调方案的框图 1.3 典型的信号处理运算 和 通过截止频率为 的低通滤波器产生两个调制信号 1.3.6复用和解复用 为了有效使用宽带传输信道，人们将许多窄带低频信号组合起来形成一个混合宽带信号，作为单个信号进行传输 组合这些信号的过程称为复用 实施时必须保证在接收端可以恢复出原始窄带低频信号的副本 该恢复过程称为解复用 1.3 典型的信号处理运算 一种广泛使用的组合不同声音信号的方法是频分复用（FDM）方案 这里，每个声音信号（通常带限到低频带宽 ），通过调幅方法进行频谱迁移到较高的频段 1.3 典型的信号处理运算 相邻已调幅信号的载波频率相隔 ，且 ，以便保证每个已调信号通过相加形成的基带混合信号在频谱上没有重叠 该信号然后被调制到生成FDM信号的主载波上并被传输 1.3 典型的信号处理运算 在接收端，首先通过解调将混合基带信号从FDM信号中取出 然后，将该混合信号通过一个中心频率与相应载波频率相等且带宽稍大于 的带通滤波器，对每个频率搬移后的信号做解复用 接下来，对带通滤波器的输出进行解调，从而恢复出一个原声音信号的尺度缩放后的副本 1.3 典型的信号处理运算 不依赖于滤波器特性 处理器特性是固定的，例如通过存储在处理器中的二进制系数 与外部环境和参数（如温度）无关 寿命没有影响 质量提高 处理器的质量仅受限于成本 通过增加数据或系数中的比特数，保证低衰减的同时达到所需质量要求 增大1bit，SNR提高6dB 1.4 为什么要进行数字信号处理 再现性 元件的容限不影响系统正常运转 制造期间不需要调整 不需要对器件的寿命重新界定 新功能开发简单 容易开发和实现自适应滤波器，可编程滤波器和互补频率响应特性的滤波器 数字技术的灵活性 1.4 为什么要进行数字信号处理 复用 同一器件可以由不同信号所共享，且每一功能都具有不同的经济优势 模块化 用标准数字电路可以实现 通过超大规模集成（VLSI）电路集成到一个芯片上 没有负载效应 1.4 为什么要进行数字信号处理 可靠性降低 数字系统是有源器件，因此功耗较大，可靠性降低 从自动监控的数字系统中获得补偿 有效处理的频率