信号与系统课程讲义5-3ppt课件.ppt

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1、§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复连续时间信号一、调制与解调1．为什么要调制(实现信号的传输)①天线尺寸必须大于信号波长的十分之一；②不调制各电台发出的信号频率就会相同，用户无法选择；语音通信话路信号频率范围大约300Hz~3400Hz，如果不经过调制，以电磁波形式辐射出去，需要几十公里天线③通过调制，各信号被搬移到不同的频率范围，互不重叠，接收机可选择接收，从而实现多路复用(通信中广泛采用)1信号的传输过程§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复连续时间信号信源编

2、码调制信道解调解码信宿2§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复模拟信号2．调幅原理（抑制载波振幅调制，AM-SC）①调制：将信号频谱搬移到任何所需要的较高频率范围的过程载波的振幅随信号g(t)成比例地改变，称为振幅调制或调幅调制信号相乘载波信号已调信号3§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复模拟信号4作用：频谱搬移（搬移到载频ω0附近）§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复连续时间信号005§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复模拟信号②乘

3、积解调(同步解调)：由已调信号f(t)恢复原始信号g(t)的过程相乘低通本地载波信号同步--接收端本地载波信号与发送端的载波信号同频同相6§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复模拟信号恢复条件：b)低通滤波器幅度为2③缺点：在接收端需要本地载波信号，接收机成本高a)低通滤波器7§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复模拟信号3．常规振幅调制（AM）条件：①调制：解调时整流除去负值，不影响消息信号，保留正部分然后低通滤波相加相乘比较：接收端省去本地载波，在发射信号中加入一

4、定强度的载波信号Acosω0t8§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复连续时间信号9缺点：发射机需要足够附加功率，成本高；合算，大批接收机共用一台发射机③优点：不需要本地载波②解调：包络检波器（二极管、电阻、电容)整流器与低通滤波器结合4．其它调制方式①单边带调制SSB②调频FM③调相PM§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复连续时间信号10§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复模拟信号二、带通滤波系统的应用1.调幅信号作用于带通系统稳态为完成调幅信号的

5、传输，往往遇到调幅信号作用于带通滤波器而求响应的问题分析的出发点：系统的正弦稳态响应11§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复模拟信号解：例1．调制信号载波信号求三个余弦信号的稳态响应，然后叠加研究的频率范围在ω=100附近，取近似条件ω+100≈2ω12载频点相移为0两个边频分量±45°相移§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复连续时间信号13①调幅波包络相对强度减小，而且包络产生时延，群时延的概念②包络失真：通带内

6、H(jω)

7、非常数，相移特性非直线，可能引起包络

8、的失真。本例中调制信号为单一频率，未涉及包络失真问题。如果调制信号有多个频率分量，为保证传输波形不失真，要求为理想带通滤波器只关心包络波形是否失真，并不关心载波相位如何变化，因为载波本身未传递信息§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复连续时间信号14§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复模拟信号2．窗函数的应用研究信号在某一时间间隔内的特性（时间窗）研究信号在某一频率间隔内的特性（频率窗）①窗函数的概念：时间窗、频率窗研究信号时域、频域局部特性，利用窗函数对信号开窗1

9、5例2．求：（3）描述系统功能（4）②频率窗函数例子通过某线性时不变系统产生的输出信号为若信号利用频域窗函数概念说明理想低通滤波器截断信号频谱产生吉布斯现象；更多的是带通滤波器对信号频谱开窗，希望窗口可调（1）此系统的系统函数（2）§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复连续时间信号16解：(2)(1)利用频域卷积定理尺度特性17(3)理想带通滤波器，相频特性中t0=0(4)窗口宽度开窗位置§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复连续时间信号18结论：①性能可调整的频率窗

10、函数，改变a可调整开窗位置和窗口宽度②自动调整尺度和位置的功能可适应检测不同频段谱成分特征的需要，便于研究信号的局部特性低频段检测：a大，移向低频，带宽窄，时间长高频段检测：a小，移向高频，带宽宽，时间短§5.3调制与解调、带通滤波系统的应用抽样信号恢复连续时间信号19③应用对象：图像信号边缘检测轮廓的提取、地震信号识别、脑电、心电特征检测等④w函数将信号的时域分析与频域分析结合起来，可获得更全面、完整的观察加分析⑤频率窗函数或之间窗函数概念得到了广泛应用。例如小波变换、短时傅里叶变换、多频率