通信原理第2章-确知信号PPT课件.ppt

《通信原理第2章-确知信号PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2章确知信号通信教研室基本要求信号的分类；掌握确知信号的频域分析法；理解确知信号频谱的物理意义；掌握确知信号的能量谱和功率谱的定义；理解确知信号自相关函数和互相关函数的定义和性质；理解确知信号相关函数与谱密度的关系。目标要求重点、难点重点：1、频谱密度的概念；2、周期信号频谱的特点和意义；3、相关函数与谱密度的关系。难点：相关函数与功率谱密度的计算。目标要求2.1确知信号的类型2.2确知信号的频域性质2.3确知信号的时域性质2.4小结思考题、习题主要内容2.1确知信号的类型信号的分类：1、确知信号和随机信号2、周期信号和非周期信号3、连续信号和离散信号

2、4、能量信号和功率信号5、单位冲激函数一、确知信号的定义二、确知信号的类型1、按照周期性区分：周期信号和非周期信号2.1确知信号的类型2、按照能量区分：能量信号和功率信号能量信号的能量有限，其平均功率为0；功率信号的平均功率有限，其能量为无穷大。2.2确知信号的频域性质频谱密度(spectraldensity)：反映信号的幅度和相位与频率的关系，通常分为振幅频谱（幅度和频率的关系）和相位频谱（相位和频率的关系）。能量谱密度(EnergySpectralDensity,ESD)：反映信号的能量与频率的关系。功率谱密度(PowerSpectralDensit

3、y,PSD)：反映信号的功率与频率的关系。2.2.1确知信号的频谱0T-TtVs(t)【例子2-1】周期实偶对称矩形脉冲信号的频谱。1.典型周期信号的频谱分析1.推导频谱的表达式2.抽样函数Sa(x)=sin(x)/x的特点3.求n=0时的振幅？其物理意义是什么？4.频谱函数正横轴的第一个零点对应的n值是多少？与信号带宽的关系？5.观察周期脉冲信号的频谱图，总结其特点？6.用MATLAB画出周期脉冲信号的频谱图，验证频谱图的正确性。（1）用数值法画出频谱解析式的曲线（解析法）；（2）生成1个周期的实际脉冲波形，进行FFT变换，画出谱图；（FFT法）（3

4、）生成5个周期的脉冲信号，进行FFT变换，画出谱图。（FFT法）（1）用解析法求频谱的Matlab代码解析法要注意的问题：（1）频率轴取值范围；（2）频率间隔要等于谱线间隔。（3）sinc()函数的调用。仿真结果第7组的课外Matlab设计：生成1个周期的实际脉冲波形，进行FFT变换，画出谱图。（1）取不同的周期和脉宽，画出周期脉冲信号的时域波形；（2）取不同的采样率，用fft()函数，求出频谱，并画出幅度谱和相位谱。（如：fs=[5,10,20,30,50]*Bn）（3）观察频谱图，验证其正确性，并总结周期脉冲信号频谱的特点。（4）观察采样率对频谱的影

5、响，与第13组的结果比较。（2）用FFT法求频谱第13组的课外Matlab设计：2.生成5个周期的脉冲信号，进行FFT变换，画出谱图。（1）取不同的周期和脉宽，画出脉冲信号的时域波形；（2）取不同的采样率，用fft()函数，求出频谱，并画出幅度谱和相位谱。（如：fs=[5,10,20,30,50]*Bn）。（3）观察频谱图，验证其正确性，并总结周期脉冲信号频谱的特点。（4）观察采样率对频谱的影响，与第7组的结果比较。（5）分析5个周期的脉冲信号是否会仿真出对应的5个周期的频谱？Matlab仿真得到的结果为什么与理论结果不一样？第8组：模拟角频率、模拟频率

6、和数字频率的关系。（1）模拟角频率的定义；（2）模拟频率的定义；（3）数字频率的定义；（4）这三者的关系。讨论题：【例子2-2】周期实非对称矩形脉冲信号的频谱。0T-TtVs(t)2.2.1确知信号的频谱【例子2-4】矩形脉冲的频谱密度。2.非周期信号的频谱密度tT0-τ/2τ/2g(t)能量谱密度的定义：2.2.2能量谱密度其中，s(f)是非周期信号的傅里叶变换。利用Parseval定理，信号能量为能量谱密度描述了单位带宽上的信号能量，单位为焦/赫。2.2.2能量谱密度【例子2-7】矩形脉冲的能量谱密度。（1）周期功率信号的功率谱周期信号的PSD是频

7、率的离散函数。（2）周期功率信号的功率谱密度2.2.3确知信号的功率谱密度引入冲激函数序列，使离散谱变成连续谱。（3）周期功率信号频谱的特点：(1)频谱是离散的，包含各次谐波的振幅和相位；(2)含有负频率分量，这仅在数学上有意义；(3)对于物理可实现的实信号，正频率部分和负频率部分间存在复数共轭关系(幅度相等，相位相反)。n102345-2-1-3-4-5

8、Cn

9、(a)振幅谱模偶对称双边谱2.2.3确知信号的功率谱密度Cn的相位奇对称102345-2-1-3-4-5nn(b)相位谱单边谱2.2.3确知信号的功率谱密度定义P(f)为s(t)的功率谱密度：

10、（4）非周期功率信号s(t)的功率谱密度(W/Hz)2.2.3确知信号的功率谱密