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信号分析与处理 2G GSM通讯网络 GSM频率分配上行：890~915MHZ 下行：935~960MHZ 其中：中国移动：上行：890~909MHZ 下行：935~954MHZ中国联通： 上行：909~915MHZ 下行：954~960MHZ 3G和免费频段 TD-SCDMA直放站目前工作频率是2010MHz～2025MHz，信号的码片速率为1.28MHz/s，扩频带宽或信道间隔为1.6MHz，调制方式为QPSK/8PSK，接入技术为DS-CDMA/TDMA 2.4GHz 免费频段标准 WiFi Bluetooth Zigbee 其他各个领域的应用 航天卫星 汽车 多媒体：语音、图像、视频 通信、电脑 工业控制 电力系统： 电流、电压、温度等测量 继电保护，高压绝缘老化… 防窃电 绪 论 一、语音信号的传播 语音信号：频率范围在200Hz-20kHz之间。基本信息在300Hz-3.4kHz，为讨论方便确定为0Hz-4kHz，其波长在∞km-75km。 无线传播：由电磁辐射理论知，只有当天线尺寸与波长可以比拟时才能实现有效的电磁辐射。因此，原声信号无法实现远距离无限传播。怎么办？如何实现？ 有线传播：架空线路的频带宽度一般为0Hz-50kHz。显然，仅传一路语音信号将造成架空线路有效频谱的浪费。如何实现架空线路频谱的充分利用？ 4. 频谱搬移：设语音信号为 ，其频谱密度函数 1.）频谱分析 绪 论 2.）频率调制 绪 论 3.）带通滤波 绪 论 4.）频率解调 绪 论 二、本课程的基本内容与任务 三、本课程的地位、特点和学习方法建议 学时：48学时=44学时课程＋4学时实验 地位：电气与电子工程一门技术基础课，也是一门素质课程。 特点：体系完整、逻辑性强、内容抽象，主要是通过数学变换研究信号和系统的时域和频域特性。 方法：可以从美学的角度去欣赏，数学游戏。注重概念，强调方法，培养抽象思维能力，通过例题和习题充分理解信号分析和处理的内涵。 第一章 连续时间信号分析第一节 连续时间信号 一、信号的描述与分类 信号：信号是信息传输过程的载体，可以是随时间、 空间或任何其他独立变量变化的物理量。 一维信号与多维信号 确定性信号与随机性信号 周期信号与非周期信号 连续信号与离散信号 第一节 连续时间信号 二、 常用典型信号 1. 单位冲激信号 第一节 连续时间信号 2. 单位阶跃信号 第一节 连续时间信号 3. 矩形信号 第一节 连续时间信号 4. 正弦信号 第一节 连续时间信号 5. 指数信号 第一节 连续时间信号 7. 钟形信号（高斯（Gauss）信号 ） 第一节 连续时间信号 三、信号的运算 1. 时间变量的运算 1.）信号的移位 第一节 连续时间信号 3.）信号的尺度变换 第二节 周期信号的频谱 第二节 周期信号的频谱 一、周期信号的正弦频谱 第二节 周期信号的频谱 周期信号的傅里叶级数展开表达式 第二节 周期信号的频谱 周期信号的傅里叶级数余弦形式 第二节 周期信号的频谱 2. 正弦频谱（谐波谱） 周期信号的频率谱（简称频谱），也叫周期信号的频率特性 幅度谱图：以角频率（或频率）为横坐标，以各个频率分量振幅（或有效值）画出的频谱图称为幅度频谱图，简称幅度谱，又称为幅频特性。 相位谱图：以角频率（或频率）为横坐标，以各个频率分量初相位画出的频谱图称为相位频谱图，简称相位谱，又称为相频特性。 周期信号的频谱图在角频率（或频率）轴是离散的，周期信号呈现出的这种离散频谱又称为谱线。显然，周期信号的谱线间隔为周期信号的角频率 （或频率 ）。 第二节 周期信号的频谱 例题1-1：设周期矩形脉冲信号的脉冲宽度为，脉冲幅度为A，周期为，如图1-11所示。求该信号的频谱，并画出该信号的频谱图。 第二节 周期信号的频谱 第二节 周期信号的频谱 第二节 周期信号的频谱 第二节 周期信号的频谱 通过此例题可以看出： 周期信号的频谱在频域上是离散的，两相邻谱线的间隔为周期信号的角频率，周期信号周期越长，相邻谱线的间隔越小，谱线越密； 周期信号的频谱包含了无限多条谱线，这说明周期信号含有无限多个频率分量，图1-12表明，随着角频率（或谐波次数k）的增加，周期信号的高次谐波分量呈现衰减趋势，角频率（或谐波次数k）越高，高次谐波分量越小。 第二节 周期信号的频谱 信号的频带宽度 把第一个过零点对应的频率作为信号的频带宽度。 可见，周期矩形脉冲信号的频带宽度与该信号的脉冲宽度成反比。脉冲宽度越宽，频带宽度越窄；反之，脉冲宽度越窄，频带宽度越宽。这说明变化较快的