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电子通信原理

课程目标与学习方法课程目标本课程的目标是让学生理解通信系统的基本概念和原理，掌握各种调制解调技术，了解信道与噪声的影响，以及熟悉现代通信系统的发展趋势。通过学习，学生应能够分析和解决通信系统中的实际问题。学习方法

通信系统的基本组成信源信源是产生消息的源头，可以是语音、图像、数据等。信源的作用是将消息转换为电信号，以便进行传输。发送设备发送设备包括调制器、功率放大器等，用于将信源产生的电信号进行调制和放大，以便在信道中传输。信道信道是信号传输的物理媒介，可以是电缆、光纤、无线电波等。信道中存在各种噪声和干扰，会影响信号的质量。接收设备接收设备包括解调器、放大器等，用于将接收到的信号进行解调和放大，还原出原始消息。信宿

信号的分类与特性按时间特性分类连续时间信号：信号在所有时间点都有定义。离散时间信号：信号只在离散时间点有定义。按幅度特性分类连续幅度信号：信号的幅度可以取任意值。离散幅度信号：信号的幅度只能取有限个值。按周期性分类周期信号：信号在一定时间间隔内重复出现。非周期信号：信号不具有周期性。按能量特性分类

模拟信号与数字信号模拟信号模拟信号是指在时间和幅度上都是连续的信号。模拟信号可以直接表示自然界中的各种物理量，如语音、图像等。模拟信号的优点是信息丰富，缺点是抗干扰能力差。数字信号

信号的时域分析1时域波形时域波形是信号幅度随时间变化的曲线，可以直观地表示信号的特性。例如，正弦波、方波、三角波等。2幅度、周期、频率幅度是指信号的最大值或峰值。周期是指信号重复出现的时间间隔。频率是指信号在单位时间内重复出现的次数。均值、方差、均方值

信号的频域分析：傅里叶变换1傅里叶变换的定义傅里叶变换是将信号从时域转换到频域的一种数学方法。它可以将任何信号分解成一系列不同频率的正弦波和余弦波。2频谱频谱是指信号在频域的表示，可以显示信号中各个频率分量的幅度和相位。频谱可以用于分析信号的频率成分和能量分布。3傅里叶逆变换傅里叶逆变换是将信号从频域转换回时域的一种数学方法。它可以将频谱还原成原始信号。

常用信号的频谱分析正弦信号正弦信号的频谱只包含一个频率分量，即信号本身的频率。频谱图上表现为一个尖峰。方波信号方波信号的频谱包含多个频率分量，包括基波和一系列谐波。谐波的幅度随着频率的增加而减小。冲击信号冲击信号的频谱包含所有频率分量，且幅度相等。冲击信号在时域上是一个瞬间的脉冲，在频域上是一个常数。

线性系统的时域响应线性系统的定义线性系统是指满足线性叠加原理的系统，即输入信号的线性组合对应于输出信号的线性组合。冲激响应冲激响应是指系统对单位冲激信号的响应。冲激响应可以完全描述线性系统的特性。卷积线性系统的输出信号可以通过输入信号与系统的冲激响应进行卷积计算得到。卷积是时域分析的重要工具。

线性系统的频域响应1系统函数系统函数是系统对复指数信号的响应，是系统频域特性的描述。系统函数可以通过对冲激响应进行傅里叶变换得到。2幅度响应幅度响应是系统函数幅度的绝对值，表示系统对不同频率信号的放大或衰减程度。3相位响应相位响应是系统函数相位的变化，表示系统对不同频率信号的相位延迟程度。

调制与解调的概念调制将信号的特征（幅度、频率或相位）随着消息信号的变化而改变的过程，使信号适合在信道中传输。1载波用于携带消息信号的高频信号，通常是正弦波。2解调从已调信号中提取消息信号的过程，是调制的逆过程。3

模拟调制：调幅（AM）调幅的定义调幅（AM）是指载波的幅度随着消息信号的变化而改变的调制方式。AM信号的表达式AM信号的表达式为：s(t)=Ac[1+ka*m(t)]cos(2πfct)，其中Ac是载波幅度，ka是调幅系数，m(t)是消息信号，fc是载波频率。调幅的种类调幅的种类包括：双边带调幅（DSB-AM）、单边带调幅（SSB-AM）、残留边带调幅（VSB-AM）。

AM调制原理与实现调制原理AM调制的核心在于使载波的幅度随消息信号线性变化。调幅系数ka控制了调制的深度。调制方法AM调制可以使用多种电路实现，例如：二极管调制器、三极管调制器、集成电路调制器。调制电路调制电路的关键在于实现非线性特性，使得载波信号和消息信号能够相互作用，产生调幅信号。

AM解调方法：包络检波1包络检波的原理包络检波是一种简单的AM解调方法，利用二极管的单向导通特性提取AM信号的包络，从而还原出消息信号。2包络检波的电路包络检波的电路主要由二极管、电容和电阻组成。二极管用于整流，电容用于滤波，电阻用于放电。3包络检波的条件包络检波需要满足一定的条件，例如：RC时间常数要适当，调幅系数ka要小于等于1。

AM的应用与优缺点AM的应用AM广泛应用于广播电视、无线电通信等领域。例如，中波广播、短波广播等都使用AM调制。AM的优点AM的优点是电路简单、成本低廉