部分?jǐn)?shù)據(jù)和信號(hào)ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-13 02:44本頁(yè)面
【正文】 個(gè)簡(jiǎn)單信號(hào)。 ? 通道帶寬與比特率 在最壞情況和最粗略近似的狀態(tài)下，傳送比特率為 N的數(shù)字信號(hào)，通道的最小帶寬應(yīng)為N/2 Hz。 ?按振幅比例不斷增加 f的奇數(shù)倍正弦波，得到的波形與方波越來(lái)越相近。 Baseband transmission of a digital signal that preserves the shape of the digital signal is possible only if we have a lowpass channel with an infinite bandwidth. Note 全真?zhèn)鬏?: 需要無(wú)限帶寬的通道 Perfect Transmission: Require Infinite Bandwidth 帶寬與數(shù)據(jù)率的關(guān)系 Bandwidth and Data Rate ?以右上圖之方波為例 ?該方波由無(wú)限個(gè)頻率成分構(gòu)成，故具有無(wú)限帶寬。 特點(diǎn) 通過(guò)載波進(jìn)行通信；同一時(shí)間同一通道可同時(shí)傳輸多路信號(hào)；主要用于無(wú)線傳輸、光纖傳輸和遠(yuǎn)程傳輸。 寬帶傳輸 在發(fā)送端通過(guò)調(diào)制使基帶信號(hào)頻譜搬移到適合通道的載波頻帶，并在接收端通過(guò)解調(diào)恢復(fù)基帶信號(hào)頻譜的傳輸方式。 If the available channel is a bandpass channel, we cannot send the digital signal directly to the channel。由于頻譜下限都是從 0 Hz開(kāi)始，所以同一時(shí)間同一點(diǎn)上只能傳輸一路信號(hào)；主要用于有線 LAN。 基帶傳輸?shù)膮⒖级x More about Baseband Transmission ? 在局域網(wǎng)之類的短距離傳輸中，通?？梢圆唤?jīng)過(guò)調(diào)制和解調(diào)過(guò)程而讓數(shù)字基帶信號(hào)直接進(jìn)行傳輸，我們稱之為數(shù)字信號(hào)的“ 基帶傳輸 ”。 ? 比特率用來(lái)反映數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸速率，即每秒傳送的比特?cái)?shù)（ 二進(jìn)制數(shù)位數(shù)），單位： bps (b/s) 或 Mbps。 frequency domains 周期數(shù)字信號(hào)和非周期數(shù)字信號(hào)的時(shí)域和頻域 （ P49 圖 ） 帶寬 :無(wú)窮大 頻率 : 離散的 帶寬 :無(wú)窮大 頻率 : 連續(xù)的 二進(jìn)制數(shù)字信號(hào) Binary Digital Signals ? 計(jì)算機(jī)通信所傳輸?shù)姆讲ㄐ盘?hào) (二進(jìn)制數(shù)字信號(hào) ) 都是非周期性的。 ? 如果介質(zhì)帶寬小于信號(hào)的有效帶寬，接收將會(huì)失真。這一頻帶稱為“有效帶寬”或者“帶寬”。 ? 帶寬 (bandwidth) 頻譜的寬度（最高頻率減最低頻率） ? 信號(hào)的絕對(duì)帶寬 (absolute bandwidth) 信號(hào)的頻譜寬度。 If the posite signal is periodic, the deposition gives a series of signals with discrete frequencies。 頻域圖：連續(xù) 如果復(fù)合信號(hào)是周期性的，分解得到的是一組具有離散頻率的信號(hào)。但頻譜不是離散的，而是 連續(xù)的 。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過(guò)逐步增加更高次諧波的方式，來(lái)獲得與原始非周期性信號(hào)足夠近似的波形。 ? 換言之，根據(jù)傅里葉分析，任何復(fù)合信號(hào)都是由具有不同頻率、相位和振幅的簡(jiǎn)單正弦波組合而成。 ? ???????1)2s in ()2c os (2)(nonono tnfBtnfAAts ??周期信號(hào)的分解 Deposition of Periodic Signals ? 任何一個(gè)具有有限持續(xù)時(shí)間的復(fù)合周期信號(hào)，都可以分解成由一個(gè)“基波”信號(hào) (頻率為 fo) 加上 n 個(gè)諧波信號(hào) (頻率 f = n fo )組成。 ? 傅立葉分析使用的兩種技術(shù) 傅立葉級(jí)數(shù) – 用于周期性信號(hào) 傅立葉變換 – 用于非周期性信號(hào) 傅里葉級(jí)數(shù) Fourier Series ? 傅里葉級(jí)數(shù) – 用于周期性信號(hào) 傅里葉證明了任一個(gè)周期為 T（頻率 f ）的復(fù)合信號(hào)都可分解為一系列的正弦函數(shù)和余弦函數(shù)之和，其中每個(gè)函數(shù)是復(fù)合信號(hào)基頻 f 的整數(shù)倍的諧函數(shù)。 ? 傅里葉分析（ Fourier analysis）表明 ： 任何電磁信號(hào)都可以看做是由不同頻率成分組成，即由一組不同振幅、頻率和相位的正弦波構(gòu)造而成（疊加）。 ? 物理方面創(chuàng)造性地提出了“傅立葉導(dǎo)熱定律”，圓滿地解決了熱在非均勻加熱的固體中分布傳播問(wèn)題。從現(xiàn)代數(shù)學(xué)的眼光來(lái)看，傅里葉變換是一種特殊的積分變換。 傅立葉 Joseph Fourier 傅立葉 (Fourier,Jean Baptiste Joseph, 17681830) 法國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家。 ? 最簡(jiǎn)單的信號(hào)是正弦信號(hào)。 we need to send a posite signal, a signal made of many simple sine waves. Note 信號(hào)分析之路：分解成簡(jiǎn)單信號(hào) Signal Analysis: Deposition ? 信號(hào)的分析通常是非常復(fù)雜的。 頻率為 0 頻率為 ∞ 時(shí)域和頻域 Timedomain and Frequencydomain ? 研究電磁信號(hào)的方法 時(shí)域 (time domain) ? 顯示信號(hào)振幅隨時(shí)間變化的情況 ? 信號(hào)隨時(shí)間變化的情況（時(shí)間的函數(shù)） ? 通常由電子線路設(shè)計(jì)師使用 頻域 (frequency domain) ? 顯示信號(hào)振幅隨頻率變化的情況 ? 信號(hào)中頻率分量的組成情況（頻率的函數(shù)） ? 通常由通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)師使用 簡(jiǎn)單信號(hào)（正弦波） : 時(shí)域和頻域 Example: Simple Signal (sine wave) P43圖 示例 : 三個(gè)正弦信號(hào)時(shí) Examples： Three Sine Waves P43 圖 三個(gè)正弦波的時(shí)域和頻域 信號(hào)表示法：時(shí)域圖 TimeDomain Plot ? 顯示信號(hào)振幅隨時(shí)間變化的情況 ? 示例 : 周期性復(fù)合信號(hào) (方波 ) 非周期性復(fù)合信號(hào) (單方波 ) 信號(hào)表示法：頻域圖 Frequency Domain Plot ? 顯示信號(hào)振幅 (amplitude)隨頻率變化的情況 ? 示例 : 周期性復(fù)合信號(hào) (方波 ) 非周期性復(fù)合信號(hào) (單方波 ) 復(fù)合信號(hào) Composite Signals 單一頻率的正弦波在數(shù)據(jù)通信中沒(méi)有用處；我們需要發(fā)送復(fù)合信號(hào) , 一個(gè)復(fù)合信號(hào)由許多簡(jiǎn)單的正弦波組成。 ? 兩個(gè)極端： P41 如果一個(gè)信號(hào)始終不發(fā)生變化，它的頻率是 0。如果一個(gè)信號(hào)的值在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)生了變化，它就是高頻率。 ? 數(shù)字信號(hào) (digital s
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