抽樣、調(diào)制與解調(diào)培訓(xùn)課件

信號(hào)與系統(tǒng)——多媒體教學(xué)課件(第5章Part1)*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)2第5章抽樣、調(diào)制與解調(diào)

5.0引言5.1抽樣定理5.2內(nèi)插公式5.3模擬調(diào)制5.4模擬信號(hào)的解調(diào)5.5頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)3§5.0引言傅里葉變換應(yīng)用于通信系統(tǒng)有著久遠(yuǎn)的歷史和寬闊的范圍，現(xiàn)代通信系統(tǒng)的發(fā)展也緊密伴隨著傅里葉變換方法的精心運(yùn)用。本章將初步介紹這些應(yīng)用中最主要的兩個(gè)方面—抽樣、調(diào)制與解調(diào)。*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)4§5.0引言時(shí)域與頻域運(yùn)算的映射關(guān)系時(shí)域頻域(傅里葉變換域)*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)5§5.0引言線性系統(tǒng)分析的基本思路信號(hào)分解成基本信號(hào)求基本信號(hào)的響應(yīng)求基本信號(hào)響應(yīng)的疊加*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)6各分量被加權(quán)各分量被相移§5.0引言系統(tǒng)分析的圖解*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)7§5.1抽樣定理“抽樣”：利用抽樣脈沖序列p(t)按一定的時(shí)間間隔T從連續(xù)時(shí)間信號(hào)f(t)中抽取一系列的離散樣值(抽取樣本值)，這種離散信號(hào)通常稱為“抽樣信號(hào)”，以fs(t)表示?！俺闃雍瘮?shù)”：與“抽樣”或“抽樣信號(hào)”具有完全不同的含義。抽樣也稱為“采樣”或“取樣”。連續(xù)時(shí)間信號(hào)被抽樣后，它是否保留了原信號(hào)f(t)的全部信息？*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)8§5.1抽樣定理

抽樣定理在通信系統(tǒng)、信息傳輸理論方面占有十分重要的地位，許多近代通信方式都以此定理作為理論基礎(chǔ)。解決了連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào)的等效問題。

(1)如何從抽樣信號(hào)中恢復(fù)原始連續(xù)信號(hào);(2)在什么條件下才可以無失真地完成這種恢復(fù)。*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)9§5.1.1時(shí)域抽樣定理相乘相卷時(shí)域抽樣頻域周期重復(fù)“沖擊抽樣”或“理想抽樣”*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)10時(shí)域抽樣的傅里葉變換相乘卷積FTFTFT*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)11時(shí)域抽樣的傅里葉變換非理想抽樣乘積卷積*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)12時(shí)域抽樣的傅里葉變換關(guān)于非理想抽樣*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)13*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)14時(shí)域抽樣定理

一個(gè)頻率有限信號(hào)f(t)，如果頻譜只占據(jù)

的范圍，則信號(hào)f(t)可以由等間隔的抽樣值f(nTs)來唯一地表示。而抽樣間隔必須不大于，或者說最低抽樣頻率為

其中fm為信號(hào)最高頻率.奈奎斯特(Nyquist)頻率：奈奎斯特(Nyquist)間隔：*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)15不滿足抽樣定理時(shí)產(chǎn)生頻率混疊現(xiàn)象時(shí)域抽樣定理時(shí)域抽樣定理的圖示*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)16時(shí)域抽樣定理*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)17§5.1.1時(shí)域抽樣定理【例5-1】設(shè)f(t)是限帶信號(hào)，信號(hào)最高頻率為fm，分別求發(fā)f(3t),f(t/3),f2(t),f(t)*f(t)的帶寬(只計(jì)算正頻率分量)、奈奎斯特頻率fsmin及奈奎斯特間隔Tsmin。解:(1)(2)(3)(4)*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)18§5.1.1時(shí)域抽樣定理由抽樣信號(hào)恢復(fù)原連續(xù)信號(hào)取主頻帶：時(shí)域卷積定理：*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)19FT卷積包絡(luò)相乘FTIFT*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)20§5.1.1時(shí)域抽樣定理圖5-2由抽樣信號(hào)恢復(fù)連續(xù)信號(hào)

*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)215.1.2頻域抽樣定理若信號(hào)f(t)為時(shí)域有限信號(hào)，它集中在的時(shí)間范圍內(nèi)，若在頻域中，以不大于的頻率間隔ws對(duì)f(t)的頻譜F(jw)進(jìn)行抽樣，則抽樣后的頻譜可以唯一地表示原信號(hào)f(t)的頻譜F(jw)，從而也可以唯一地表示原信號(hào)f(t)。

*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)225.1.2頻域抽樣定理根據(jù)時(shí)域和頻域?qū)ΨQ性，可推出頻域抽樣定理的數(shù)學(xué)表達(dá)式為*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)23圖5-3頻域抽樣信號(hào)頻譜與對(duì)應(yīng)的時(shí)域信號(hào)*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)24§5.2內(nèi)插公式實(shí)踐上，近似于沖激的大幅度窄脈沖是非常難以產(chǎn)生和傳輸?shù)?。在?shù)字通信系統(tǒng)中經(jīng)常采用其它抽樣方式。最常見的是所謂零階抽樣保持(或零階保持抽樣，也簡(jiǎn)稱為抽樣保持)形式，這種系統(tǒng)在一給定抽樣瞬時(shí)對(duì)f(t)抽樣，并保持該值直到下一個(gè)抽樣瞬時(shí)。*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)25零階抽樣保持信號(hào)f(t)經(jīng)理想抽樣后得到的抽樣信號(hào)為要從fs(t)得到零階保持的輸出f0(t)，原理上可以將fs(t)通過具有矩形沖激響應(yīng)的LTI系統(tǒng)來得到該抽樣信號(hào)的頻譜

*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)26零階抽樣保持故零階保持的輸出f0(t)為

f0(t)的頻譜為

*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)27零階抽樣保持經(jīng)過在通帶內(nèi)不再具有等幅增益的低通濾波器，可從F0(jw)中提取出F0(jw)*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)28一階抽樣保持另一種簡(jiǎn)單而有用的內(nèi)插形式是線性內(nèi)插(又稱為一階保持)，在相鄰的抽樣點(diǎn)之間用直線連接，即用線性函數(shù)來擬合相鄰抽樣點(diǎn)之間的信號(hào)變化。*信號(hào)與系統(tǒng)第5章(Part1)29一階抽樣保持通過具有如下頻率響應(yīng)的LTI系統(tǒng),可從F1(jw)中提取出F0(