部分?jǐn)?shù)據(jù)和信號ppt課件-在線瀏覽
2025-06-24 02:44本頁面
【正文】 為 f、振幅為 A方波可分解成 : ]))(2si n ()1())5(2si n ()51())3(2si n ()31()2[ si n (4)(??????????tkfktftfftAts?????K 為奇數(shù) (1,3,5,7, … ) 方波信號分解圖 Example: a Square Wave Signal 諧波近似示意圖 Approximation with Harmonics 小結(jié) Brief Summary 對于周期信號 ? 分析技術(shù) 用傅里葉級數(shù)進(jìn)行分解 任何一個周期復(fù)合信號都可以分解成一組有限個或無限個正弦函數(shù) (傅里葉級數(shù) ) ? 頻域 : 離散的頻率分量 一個基礎(chǔ)頻率 (第一諧波 ) +有限個或無限個高次諧波 + 直流分量 (if Ao ≠ 0) 傅立葉變換 Fourier Transform ? 傅立葉變換 – 用于非周期性信號 將一個復(fù)雜的非周期信號分解成一個簡單正弦波的無限級數(shù)，每個正弦波都有不同的頻率和相位。 ? 任何非周期信號則可分解成無限個連續(xù)頻率的正弦波（疊加） 。如果復(fù)合信號是非周期性的，分解得到的是具有連續(xù)頻率的正弦波組合。 if the posite signal is nonperiodic, the deposition gives a bination of sine waves with continuous frequencies. 非周期信號的分解 Deposition of Nonperiodic Signals Note 非周期信號 :頻域是連續(xù)曲線 Nonperiodic Signal :frequency domain P45 圖 非周期信號 (人類語音片斷 )的時域和頻域 ? 非周期信號的頻率分解后得到的是一條連續(xù)曲線 頻譜與帶寬 Spectrum and Bandwidth ? 信號的頻譜 (spectrum) 信號所包含的頻率范圍。 ? 信號的帶寬 (bandwidth) 信號頻譜的某一窄小頻帶范圍集中了信號的絕大部分能量。 請注意：此處指的是 信號的帶寬 周期復(fù)合信號和非周期復(fù)合信號的帶寬 The bandwidth of posite signals P45 圖 帶寬計算：最高頻率 最低頻率 絕對帶寬與有效帶寬 Absolute Bandwidth and Effective Bandwidth 傳輸介質(zhì)的帶寬 Medium Bandwidth ? 任何傳輸介質(zhì)都只能傳輸某些頻率范圍內(nèi)的信號，即具有一個有限的帶寬。 數(shù)字信號 Digital Signals 數(shù)字信號 : 有限電平 Digital Signals: limited levels ? P47 圖 如果傳輸信號具有 L個電平，則每個電平可以傳送的比特位數(shù)為 : Log2L 數(shù)字信號的時域和頻域 Digital Signals: time amp。 ? 借助傅里葉分析，網(wǎng)絡(luò)通信中需要傳送的數(shù)字信號，是帶寬無窮大且由連續(xù)頻率構(gòu)成的復(fù)合模擬信號。 【 重要結(jié)論 】 網(wǎng)絡(luò)通信中，需要傳送的計算機(jī)信號帶寬無窮大 基帶傳輸 Baseband Transmission ? 通過低通通道發(fā)送沒有調(diào)制的數(shù)字或模擬信號 ? 基帶傳輸?shù)耐ǖ溃簬捪孪揞l率為 0（低通通道） ? 低通通道（理想頻譜： 0→∞ 的連續(xù)頻率范圍） 無限大帶寬：可以準(zhǔn)確傳送數(shù)字信號 寬帶寬：可以較準(zhǔn)確傳送數(shù)字信號 窄帶寬：只能近似傳送數(shù)字信號 什么是“調(diào)制”？ Concept of Modulation ? 調(diào)制：將輸入信號 s(t)和頻率為 fc的載波信號疊加后，生成一個帶寬以 fc為中心頻率的調(diào)制信號 m(t)。 基帶 由未經(jīng)調(diào)制變換的信號所占的頻帶 (下限為 0 Hz) 基帶信號 未經(jīng)調(diào)制的模擬或數(shù)字信號 ,其有效帶寬頻譜從 0 Hz開始 基帶傳輸 不搬移信號頻譜的傳輸方式 特點 不使用載波 。 寬帶傳輸 Broadband Transmission ? 用高頻信號（載波）把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為高頻帶模擬信號傳輸 （ 使用載波發(fā)送調(diào)制過的數(shù)字信號） ? 寬帶傳輸?shù)耐ǖ溃簬捪孪揞l率不為 0（帶通通道） ? 帶通通道（連續(xù)頻率范圍 f1 → f2, f1 》 0 Hz） 寬帶傳輸 Broadband Transmission 如果可用通道是“ 帶通通道 ”，我們不能直接將數(shù)字信號發(fā)送到通道上，而需先將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。 we need to convert the digital signal to an analog signal before transmission. Note 寬帶傳輸?shù)膮⒖级x More about Broadband Transmission ? 在復(fù)用通道、無線通道和光通道中，數(shù)字基帶信號必須經(jīng)過調(diào)制 ,將信號頻譜搬移到高頻處才能在通道中傳輸，我們把這種傳輸稱為數(shù)字信號的 “ 寬帶傳輸 ” 或 “ 頻帶傳輸 ” 。 載波 頻率的選取與使用的傳輸介質(zhì)相兼容。 基帶傳輸與通道帶寬 Baseband Transmission and Channel Bandwidth P50 圖 實現(xiàn)數(shù)字信號的無失真基帶傳輸，要求使用帶寬無限大的低通通道。 ?該方波的大部分能量集中在前三個頻率成分中。 用前三個諧波來近似數(shù)字信號 Simulating a digital signal with first three harmonics （ P52 圖 ） 最壞情況時最粗略的近似 Roughest approximation when Worst ? 最壞情況 數(shù)字信號最大變化的情況是出現(xiàn)周期性比特序列 01010101…或者 10101010… 時 ? 最粗略的近似 最粗略的近似是只傳送第一諧波（基波）而忽略了其他諧波。 推論 如果通道帶寬為 0～ B Hz, 則該通道最大比特率不超過 2B bps 數(shù)字信號的時域和頻域 Digital Signals: Time and Frequency domains 有限帶寬下的基帶傳輸 Practical Baseband Transmission ? 數(shù)字信號可以分解成無限個被稱為 “ 諧波 ” 的簡單正弦波，每個諧波具有不同的振幅、頻率和相位。為了確保接收時的數(shù)字信號無失真，所有諧波必須能 “ 忠實地 ” 通過傳輸媒介傳送。而現(xiàn)有的傳輸介質(zhì)都不能實現(xiàn)全頻率范圍的傳輸，所以傳輸失真總是存在。 (參見圖 ) 比特率與帶寬
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