电工基础教案——第十四章信号与系统概述(中职教育)

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1、第十四章信号与系统概述1.信号、信息的概念及相互关系。2.调制、解调的概念，调制的方法。3.通信系统的组成及通信网的网络结构形式。调制的概念和方法序号内容学时1第一节信号的基本知识12第—•节信号的传输13第三节系统与网络14本章小结与习题15本章总学时4第一节信号的基本知识—、信息信息E丄类对外界事物的感知。如人们听到的声音，看到的景象是信息，交流电也是一种信息。信号信巧是信息的表现形式，信号可以是声音、图象、电压、电流和光等如交通信号灯。诸多信号屮电信号是最便于储存、处理、传输和再现的，因而是应用最广泛的。许多非电信号如力、温

2、度、声音、光等都可以通过传感器变换成电信号。电信号以信号频率划分,分为直流信号和交流信号；以信号参数的状态划分,分为模拟信号和数字信号；以信号变化的规律划分，分为确定信号和随机信号,以及周期信号和非周期信号。1.直流信号和交流信号直流信号大小恒定，具有确定极性；交流信号的大小和极性随时间而变化。许多信号的组成既有直流成分乂有交流成分。图14・1@)的信号，实际就是由图14-1(b)的宜流信号和图14-1(c)的交流信号合成。—(W(C)图14-1既有直流乂有交流的佶号1.模扌以信号和数字信号凡是数值和吋间上都是连续变化的信号，称为

3、模拟点卩1「I口「声音、图像信号就是模拟信号。数字信号在数值上和时UuLr都是不连续变化的，貝有离散且有限的状态，二进制信討__.是数字信号。图14・2示出了几种数字信号。IUU模拟信号可通过A/D转换变为数字信号，数字信号可图,4-2数字信号(a)周期以:通过D/A转换变为模拟信号。2.确定信号和随机信号信号可用一个自变量的确定的函数来表示，对于,指定时刻，都有一个确定的值相对应，这种信号称为;信号，如正弦信号。随机信号不能用自变量的一个确定的函数來表示对每一口变量的取值，其信号值是不确定的,信号。3.周期信号和非周期信号一定的

4、吋间间隔后重现相同波形的信号，称为周；71号,如图14-3(a)所示，在变化的时间内,没冇重复变ex(坊和期肌规律的信号称为非周期信号，如图14・3(b)所示。图⑷3周期信号和非周期信号第二节信号的传输—、信道信道是信号传递的媒介或途径。如现场的声咅信号是通过空气传播的，工频电信号是通过导线传输的，这里的空气和导线就是信道。信道分冇线信道和无线信道两种。有线信道有双纹线，同轴电缆，光导纤维等。无线信道从极低频一直到微波波段。二、调制和解调信号的频率都很低，为便于信号远距有效的传输，需要将信号进行一定的处理。调制是将所耍传递的电信号

5、“搬移”到高频正弦波上去的处理过程。耍传递的信号称为调制信号，如图14・4(a)所示。用于调制的高频正弦波称为载波，如图14・4(b)所示。调制后的信号称为已调信号。相反的过程称为解调，即从已调信号中恢复出调制信号來。常用的调制方法：(1)调幅(AM)载波信号的幅度随调制信号的幅度变化而变化，如图14・4(c)所示(2)调频(FM)载波信号的频率随调制信号的幅度变化而变化，如图14・4(d)所示。⑶相位调制(PM)载波信号的相位随调制信号的幅度变化而变化，如图14-4(e)所示(4)脉码调制(PCM)把声咅等模拟信号变换成被编码的

6、数字信号后传输的调制方法。/(Oi/(ni三、波长在一个周期时间内，已调信号在信道内传播的距离，叫波长。用久表示。在均匀媒质中，信号是匀速传播的，其波长等于信号在信道中的传播速度与周期的乘积，即VA=vT=—f第三节系统与网络一、通信系统通信是将信k从发信者传输给收信者。传输是利用通信系统完成。通信系统是由发送终端、发射机、接受机终端和信道五部分组成，如图14-5所示。发送终端将原始信号转换成电信号，如送话器把声咅变成电信号。发射机将该信号进行适当的处理，如放大、调制等。无线电发射机的输出端接高频天线，将高频电信号转换成电磁波向空

7、间辐射。接收机将收到的高频信号进行处理。如放大、滤波和解调，恢复为原来的电信号。接收终端将屯信号还原成原始信号。如喇叭。I发送终端卜T发射机H信道〜I接收机卜T接收线瑞］于扰图14-5通信系统的组成框图二、通信网通信网用于多用户的相互连接，口前通信网的网络结构主要有图14・6所示的四种形式，图中标冇字母的小圆代表用户终端（在网络中称为节点），连线代表通信链路。1.网型网各用户终端Z间直接与通信链路连接。优点是接续质量高，网络稳定性好，但需要通信链路多，网络投资费用高。1.星型网用户终端通过转接中心进行连接，这种网节省通信链路。但需

8、要转换设备，通信的质量和可靠性会受到一定的彩响。2.环型网用户终端通过屮继器连入网内，各屮继器间链路首尾连接，信息单相沿环路逐点传送。特点是传输线路短，安装易，诊断准确但可靠性较茅。4•总线型网采用公共总线作为传输介质，结点通过硕件接口连向总线，信