電子科大通信原理第2章基礎(chǔ)知識(shí)復(fù)習(xí)

1、1/192021-10-15 本章要求：本章要求：1. 掌握幾個(gè)概念：直流分量掌握幾個(gè)概念：直流分量 , rms（均方根值）（均方根值） , 歸一歸一化平均功率，化平均功率， dBm ；2. 2. 掌握幾個(gè)帶寬定義：信號(hào)（或系統(tǒng)）的絕對(duì)帶寬、掌握幾個(gè)帶寬定義：信號(hào)（或系統(tǒng)）的絕對(duì)帶寬、（或系統(tǒng)）的譜零點(diǎn)帶寬、信號(hào)（或系統(tǒng)）的（或系統(tǒng)）的譜零點(diǎn)帶寬、信號(hào)（或系統(tǒng)）的3dB3dB帶寬、帶寬、 6dB6dB帶寬、號(hào)（或系統(tǒng)）的等效噪聲帶寬。帶寬、號(hào)（或系統(tǒng)）的等效噪聲帶寬。3. 線性系統(tǒng)無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件線性系統(tǒng)無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件2/192021-10-152.1.1 信號(hào)及其基本參數(shù)信號(hào)及其基本參數(shù)

2、實(shí)際物理波形實(shí)際物理波形(實(shí)信號(hào)實(shí)信號(hào))的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：1）實(shí)的、連續(xù)的、峰值有限的）實(shí)的、連續(xù)的、峰值有限的2）存在于有限的時(shí)間段內(nèi)）存在于有限的時(shí)間段內(nèi)3）頻譜主要集中在某個(gè)頻帶中）頻譜主要集中在某個(gè)頻帶中 3/192021-10-151. 周期信號(hào)周期信號(hào)：( )()v tv tT2. 直流分量直流分量：1( )lim( )2TdcTTvv tv t dtT3. 3. 信號(hào)的信號(hào)的功率功率22( )( )v tPPi t RR或“歸一化功率歸一化功率”，令，令1R （歐姆），（歐姆）， ( )x t的歸一化平均功率的歸一化平均功率：221( )lim( )2TTTPx tx t dtT(

3、 )x t的歸一化能量的歸一化能量：2lim( )TTTEx t dt信號(hào)分為：信號(hào)分為：(1) 功率信號(hào)功率信號(hào) (2) 能量信號(hào)能量信號(hào)4/192021-10-15:.ootermsrmsanquare4. 均方根值均方根值：2( )rmsvv t幅度的一種度量，例如：幅度的一種度量，例如： （1）直流）直流， ，則( )v tArmsvA（2）正弦波）正弦波， ，則cos(2)Aft0.707rmsvA基于基于 計(jì)算功率：計(jì)算功率： rmsv2rmsPv5/192021-10-155. 分貝分貝：采用：采用10為底的對(duì)數(shù)度量功率的相對(duì)比值為底的對(duì)數(shù)度量功率的相對(duì)比值 _1010_10lo

4、g20log()ormsoutinirmsxPGdBPx(1) (1) 功率增益功率增益：(2) (2) 信號(hào)與噪聲的功率比信號(hào)與噪聲的功率比101010log20log()srmsdBnrmsPsSdBNPn(3) 基于某個(gè)參考電平值來(lái)度量某絕對(duì)電平基于某個(gè)參考電平值來(lái)度量某絕對(duì)電平 P相對(duì)于相對(duì)于 1mw 的分貝功率電平的分貝功率電平: dBm103 (watts)10log10PPdBm實(shí)際功率電平的值 P相對(duì)于相對(duì)于 1W 的分貝功率電平的分貝功率電平: dBW P相對(duì)于相對(duì)于 1KW 的分貝功率電平的分貝功率電平: dBK6/192021-10-15信號(hào)的帶寬信號(hào)的帶寬表示信號(hào)的能量

5、或功率的集中分布范圍。表示信號(hào)的能量或功率的集中分布范圍。系統(tǒng)的帶寬系統(tǒng)的帶寬表示系統(tǒng)對(duì)信號(hào)頻率的選擇性。表示系統(tǒng)對(duì)信號(hào)頻率的選擇性。2.1.4 信號(hào)的頻帶與帶寬信號(hào)的頻帶與帶寬基帶信號(hào)或低通信號(hào)基帶信號(hào)或低通信號(hào)主要能量或功率集中在零頻率附近；主要能量或功率集中在零頻率附近；頻帶信號(hào)或帶通信號(hào)頻帶信號(hào)或帶通信號(hào)主要能量或功率集中在某一非零頻率附近。主要能量或功率集中在某一非零頻率附近。大量的傳輸信號(hào)是頻帶信號(hào)，比如長(zhǎng)途與無(wú)線通信中的傳輸信號(hào)。大量的傳輸信號(hào)是頻帶信號(hào)，比如長(zhǎng)途與無(wú)線通信中的傳輸信號(hào)。7/192021-10-1521Bff(1) (1) 絕對(duì)帶寬（所有非零譜的分布范圍）絕對(duì)帶寬

6、（所有非零譜的分布范圍）f1f2f0p 信號(hào)的帶寬：信號(hào)的帶寬： P ff1f1f1Bf P f00f8/192021-10-15(2) (2) 譜零點(diǎn)帶寬譜零點(diǎn)帶寬f00f1f2f021Bfff1f1f001Bf P f P f9/192021-10-15（3 3）3-dB 3-dB 帶寬帶寬 ( (半功率帶寬半功率帶寬) ) 321dBBff21012P fP fP ff00f1f2ff01f1f 0P31dBBf 1102P fP P f P f0P f10/192021-10-15p 雙邊功率譜密度與單邊功率譜密度雙邊功率譜密度與單邊功率譜密度 ,XPff 雙邊功率譜密度 ,0,XGf

7、f 單邊功率譜密度物理功率譜密度 2,00 ,0XXPffGff 0XXXPPf dfGf df XPf XGf011/192021-10-15線性系統(tǒng)線性系統(tǒng) H(f) x t y t y tkx t其中:k系統(tǒng)增益系統(tǒng)延遲So: 2jfYfkXf e 2jH fjfHfkeHfe 2.4.2 無(wú)失真?zhèn)鬏敆l件無(wú)失真?zhèn)鬏敆l件線性系統(tǒng)無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件線性系統(tǒng)無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件 幅頻響應(yīng)是平坦的幅頻響應(yīng)是平坦的 相頻響應(yīng)是頻率的線性函數(shù)相頻響應(yīng)是頻率的線性函數(shù) Hfk常數(shù) 2Hff 2jfHfke 12/192021-10-15系統(tǒng)群時(shí)延系統(tǒng)群時(shí)延 12gdTfHfdf 無(wú)失真?zhèn)鬏斠鬅o(wú)失真?zhèn)鬏斠?/p>

8、： gTf（常數(shù)）（常數(shù)）13/192021-10-152.7 帶通信號(hào)14/192021-10-15窄帶信號(hào)窄帶信號(hào)： 的帶通信號(hào)。的帶通信號(hào)。 中心頻率中心頻率 （通信載波頻率）；帶寬（通信載波頻率）；帶寬 帶通信號(hào)（帶通信號(hào)（Bandpass signal） 只在某個(gè)有限只在某個(gè)有限的區(qū)間的區(qū)間 上非零。上非零。 fXf1f2ff( )X f12(,)ff2.7.3 帶通信號(hào)及其分量信號(hào)帶通信號(hào)及其分量信號(hào) 21fff 21cfffcf15/192021-10-15正交表達(dá)式 00,2ta t2( )Re ( )( )cos2( )sin2( )cos2( )cjf tccsccx tg

9、 t ex tf tx tf ta tf tt帶通信號(hào)的三種表達(dá)式：帶通信號(hào)的三種表達(dá)式：復(fù)包絡(luò)表達(dá)式實(shí)包絡(luò)相位表達(dá)式 jtcsg txtjxta t e a t一個(gè)準(zhǔn)正弦信號(hào)一個(gè)準(zhǔn)正弦信號(hào) x tt典型波形：典型波形： g t16/192021-10-15u 帶通信號(hào)的譜帶通信號(hào)的譜( )Re( )cjtx tg t e 11( )()()2ccX fG ffGff( )( )Fg tG f 其中其中:1.1. 若帶通信號(hào)若帶通信號(hào) 是能量型信號(hào)，則是能量型信號(hào)，則 的頻譜為：的頻譜為：( )x t( )x t 1( )()(2)4xgcgcP fPffPff其中其中 : - the PSD of g(t)( )gPf2. 若帶通信號(hào)若帶通信號(hào) 是一個(gè)功率型信號(hào)，則是一個(gè)