SnS-第5章抽样、调制与解调_2

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,信号与系统 第5章(Part1),#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,信号与系统 第5章(Part1),#,信号与系统,多媒体教学课件,(,第,5,章,Part 1),10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),2,第5章抽样,、,、调制,与,与解调,5.0引言,5.1抽样定,理,理,5.2内插公,式,式,5.3模拟调,制,制,5.4模拟信,号,号的解,调,调,5.5频分复,用,用和时,分,分复用,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),3,5.0引言,傅里叶,变,变换应,用,用于通,信,信系统,有,有着久,远,远的历,史,史和宽,阔,阔的范,围,围，现,代,代通信,系,系统的,发,发展也,紧,紧密伴,随,随着傅,里,里叶变,换,换方法,的,的精心,运,运用。,本章将,初,初步介,绍,绍这些,应,应用中,最,最主要,的,的两个,方,方面抽样、,调,调制与,解,解调。,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),4,5.0引言,时域与,频,频域运,算,算的映,射,射关系,时域,频域(傅里叶,变,变换域),10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),5,5.0引言,线性系,统,统分析,的,的基本,思,思路,信号分,解,解成基,本,本信号,求基本,信,信号的,响,响应,求基本,信,信号响,应,应的叠,加,加,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),6,各分量,被,被加权,各分量,被,被相移,5.0引言,系统分,析,析的图,解,解,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),7,5.1抽样定,理,理,“抽样”,：,：利用,抽,抽样脉,冲,冲序列p(t)按一定,的,的时间,间,间隔T从连续,时,时间信,号,号f(t)中抽取,一,一系列,的,的离散,样,样值(抽取样,本,本值)，这种,离,离散信,号,号通常,称,称为“抽样信,号,号”，以fs(t)表示。,“抽样,函,函数”,：,：,与,与“抽,样,样”或,“,“抽样,信,信号”,具,具有完,全,全不同,的,的含义,。,。抽样,也,也称为,“,“采样,”,”或“,取,取样”,。,。,连续时,间,间信号,被,被抽样,后,后，它,是,是否保,留,留了原,信,信号f(t)的全部,信,信息？,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),8,5.1抽样定,理,理,抽样定,理,理在通信,系,系统、,信,信息传,输,输理论,方,方面占,有,有十分,重,重要的,地,地位，,许,许多近,代,代通信,方,方式都,以,以此定,理,理作为,理,理论基,础,础。解,决,决了连,续,续时间,信,信号与,离,离散时,间,间信号,的,的等效,问,问题。,(1)如何从,抽,抽样信,号,号中恢,复,复原始,连,连续信,号,号;,(2)在什么,条,条件下,才,才可以,无,无失真,地,地完成,这,这种恢,复,复。,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),9,5.1.1时域抽,样,样定理,相乘,相卷,时域抽,样,样,频域周,期,期重复,“冲击抽,样,样”或“理想抽,样,样”,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),10,时域抽,样,样的傅,里,里叶变,换,换,相乘,卷积,FT,FT,FT,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),11,时域抽,样,样的傅,里,里叶变,换,换,非理想,抽,抽样,乘积,卷积,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),12,时域抽,样,样的傅,里,里叶变,换,换,关于非,理,理想抽,样,样,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),13,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),14,时域抽,样,样定理,一个频,率,率有限,信,信号f(t)，如果,频,频谱只,占,占据,的范围,，,，则信,号,号f(t)可以由,等,等间隔,的,的抽样,值,值f(nTs)来唯一,地,地表示,。,。而抽,样,样间隔,必,必须不,大,大于,，,，或者,说,说最低抽,样,样频率为,其中fm为信号,最,最高频,率,率.,奈奎斯,特,特(Nyquist)频率：,奈奎斯,特,特(Nyquist)间隔：,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),15,不满足,抽,抽样定,理,理时产,生,生频率,混,混叠现,象,象,时域抽,样,样定理,时域抽,样,样定理,的,的图示,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),16,时域抽,样,样定理,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),17,5.1.1时域抽,样,样定理,【例5-1,】,】设f(t)是限带,信,信号，,信,信号最,高,高频率,为,为fm，分别,求,求发f(3t),f(t/3),f2(t),f(t)*f(t)的带宽(只计算,正,正频率,分,分量)、奈奎,斯,斯特频,率,率fsmin及奈奎,斯,斯特间,隔,隔Tsmin。,解,:,(1),(2),(3),(4),10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),18,5.1.1时域抽,样,样定理,由抽样,信,信号恢,复,复原连,续,续信号,取主频,带,带,：,：,时域卷,积,积定理,：,：,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),19,FT,卷积,包络,相乘,FT,IFT,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),20,5.1.1时域抽,样,样定理,图5-2由抽样,信,信号恢,复,复连续,信,信号,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),21,5.1,.,.2频域抽,样,样定理,若信号f(t)为时域,有,有限信,号,号，它,集,集中在,的时间,范,范围内,，,，若在,频,频域中,，,，以不,大,大于,的,的,频,频率间,隔,隔ws对f(t)的频谱F(jw)进行抽,样,样，则,抽,抽样后,的,的频谱,可,可以唯,一,一地表,示,示原信,号,号f(t)的频谱F(jw)，从而,也,也可以,唯,唯一地,表,表示原,信,信号f(t)。,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),22,5.1,.,.2频域抽,样,样定理,根据时,域,域和频,域,域对称,性,性，可,推,推出频,域,域抽样,定,定理的,数,数学表,达,达式为,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),23,图5-3频域抽,样,样信号,频,频谱与,对,对应的,时,时域信,号,号,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),24,5.2内插公,式,式,实践上,，,，近似,于,于冲激,的,的大幅,度,度窄脉,冲,冲是非,常,常难以,产,产生和,传,传输的,。,。,在数字,通,通信系,统,统中经,常,常采用,其,其它抽,样,样方式,。,。,最常见,的,的是所,谓,谓零阶抽,样,样保持(或零阶,保,保持抽,样,样，也,简,简称为抽样保,持,持)形式，,这,这种系,统,统在一,给,给定抽,样,样瞬时,对,对f(t)抽样，,并,并保持,该,该值直,到,到下一,个,个抽样,瞬,瞬时。,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),25,零阶抽,样,样保持,信号f(t)经理想,抽,抽样后,得,得到的,抽,抽样信,号,号为,要从fs(t)得到零,阶,阶保持,的,的输出f0(t)，原理,上,上可以,将,将fs(t)通过具,有,有矩形,冲,冲激响,应,应的LTI系统来,得,得到,该抽样,信,信号的,频,频谱,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),26,零阶抽,样,样保持,故零阶,保,保持的,输,输出f0(t)为,f0(t)的频谱,为,为,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),27,零阶抽,样,样保持,经过在,通,通带内,不,不再具,有,有等幅,增,增益的,低,低通滤,波,波器，,可,可从F0(jw)中提取,出,出F0(jw),10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),28,一阶抽,样,样保持,另一种,简,简单而,有,有用的,内,内插形,式,式是线,性,性内插(又称为一阶保,持,持)，在相,邻,邻的抽,样,样点之,间,间用直,线,线连接,，,，即用,线,线性函,数,数来拟,合,合相邻,抽,抽样点,之,之间的,信,信号变,化,化。,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),29,一阶抽,样,样保持,通过具,有,有如下,频,频率响,应,应的LTI系统,可从F1(jw)中提取,出,出F0(jw),10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),30,5.2内插公,式,式,小结,本质：,由,由样本,值,值重建,原,原函数,Sa内插：,精,精确恢,复,复,零阶保,持,持：阶,跃,跃逼近,一阶保,持,持：线,性,性内插,10/13/2022,信号与,系,系统,第,第5章,(,(Part1,),),31,作业(P201),5-1,(,(1),(,(3),5-2,