信号与系统PPT教学课件教案-第04章 连续时间系统的频域分析参考.ppt

调制与解调 调制与解调 （a） （b） （c） （d） 调制与解调 信号与系统 语音信号：频率低于4kHz。以1kHz为例：波长约300km 所需天线的尺寸：30km ——不可能直接传输 * 信号与系统 信号与系统 第四章 连续时间系统的频域分析 苏州大学物理与光电·能源学部 频域分析法 激励 傅里叶变换 信号分解成多个正弦函数 信号的频谱 求系统对各个正弦分量的响应 响应的频谱 傅里叶反变换 响应 避开了微分方程的求解和卷积积分 必须经过两次变换 频域分析法：求解系统的零状态响应 信号通过系统的频域分析方法 频域的系统函数（频响） 系统频域分析方法步骤： 4、求傅里叶反变换 系统零状态响应 系统激励 例：设系统的转移函数为 信号通过系统的频域分析方法 理想低通滤波器的冲激响应和阶跃响应 系统特性 允许某些信号分量通过，阻止其它分量信号通过 滤除一些无用的信号分量 滤波器 低通滤波器 高通滤波器 带通滤波器 带阻滤波器 理想低通滤波器的冲激响应和阶跃响应 实际低通 实际低通 模 通带内——常数 通带外——零 辐角：在通带内与频率成正比 激励信号中低于截止频率的各分量可一致均匀的通过，在时间上延迟同一段时间t0 理想低通滤波器 理想低通滤波器 冲激响应： 阶跃响应： 输出电压： 理想低通滤波器 输出电压频谱： 正弦积分曲线 阶跃响应 信号边沿变缓—— 高频分量有损失 系统截止频率越高， 边沿变化越陡峭 信号波形发生了失真—— 有些分量没有通过 系统响应超前于激励—— 物理不可实现 理想低通滤波器 佩利-维纳准则 因果系统 物理上可实现的系统 任何情况下都满足因果关系（响应不超前激励）的系统 理想的低通滤波器 违背了因果律 在物理上无法实现 佩利-维纳准则 如何判断系统系统物理可以实现？ 从系统的冲激响应得出 根据频域特性判定 往往难于得到 ？ 因果性 时域：响应必须出现在激励之后 频域 Paley-Wiener准则 必要不充分条件！ 佩利-维纳准则 因果性 某一频段为零 不收敛 系统的转移函数幅值可以在某些的频率点上等于零，但是不可以在一段频率区间上都等于零 所有的理想滤波器（包括低通、高通、带通、带阻）都不能物理实现 佩利-维纳准则 实际滤波器设计： 通带 阻带 过渡带 允许通过的信号频率范围 不允许通过的信号频率范围 通带和阻带之间的频率范围 佩利-维纳准则 低通滤波器容限图 通带内允许有小的变化起伏 通带和阻带间允许缓冲部分 只要幅频足够小，就可以认为达到了阻止相应信号通过的目的 边界频率/截止频率 阻带边界频率 佩利-维纳准则 最平坦型滤波器---巴特沃斯滤波器 B：由通带边界衰减量决定的常数 n：阶数 佩利-维纳准则 通带等起伏型滤波器---切比雪夫滤波器 佩利-维纳准则 原因：高频信号更容易以电磁波形式辐射出去 调制与解调 必须提高信号的频率以缩小天线尺寸 幅度调制 频率调制 时域： 把待传输的低频信号托附到高频振荡信号上 频域： 将信号的频谱搬移到较高的频段上 相位调制 脉冲幅度调制 脉冲宽度调制 脉冲间隔调制 调制与解调 抑制载频调幅(AM-SC) 信号：不含直流分量，带限频谱 载波 调制与解调 已调信号 载波频谱： 调制与解调 抑制载频调幅(AM-SC) 调制与解调 抑制载频调幅(AM-SC) 解调过程（再次进行频谱搬移） 要求发送端和接收端严格的同频同相 频率不同步：恢复波形失真 相位漂移：幅度忽大忽小 调制与解调 抑制载频调幅(AM-SC) 振幅调制(AM) 将调制信号加在载波信号的幅度上 通过包络检波器即可解调 调制与解调 调制与解调 振幅调制(AM) 如果调制信号为周期信号 调制与解调 振幅调制(AM) 调制与解调 振幅调制(AM) 调制与解调 振幅调制(AM) AM波的功率： 不含有信息的载频功率 含有信息的边频功率 调制与解调 振幅调制(AM) 信号与系统 语音信号：频率低于4kHz。以1kHz为例：波长约300km 所需天线的尺寸：30km ——不可能直接传输 *