通信原理_第一章 信号绪论幻灯片.ppt

第一章 信号绪论 主要内容 第一章 绪论 人们在相互问讯、发布新闻、广播图象或传递数据，其目的都是要把某些消息借一定形式的信号传送出去，也就是相互传递着某种相应的信息。 信号是消息的表现形式，消息则是信号的具体内容。 信息需要某种物理方式表达出来，例如：语言、文字、图画或某种编码。 这些物理约定的方式和表达出来的物理形式称为消息。一般这些消息不便于直接和间接的传输，而是把这些消息转变为便于传输的电信号。（电流或电压） 很久以来，人们曾寻求各种方法，以实现信号的传输。个人通信的前景是：无论任何人在任何时候和任何地方都能和世界上其他人进行通信。 现代通信系统的通信方式往往不是任意两点之间信号的直接传输，而是要利用某些集中转接设施组成复杂的信息网络，经所谓“交换”的功能以实现任意两点之间的信号传输。 信息网络技术的发展前景是实现所谓“全球通信网”，它意味着世界上所有通信网将形成智能化的统一整体，即全球一网。 “系统”是由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有特定功能的整体。 §1.1信号的描述、分类和典型信号 §1.1信号的描述、分类和典型信号 §1.1信号的描述、分类和典型信号 §1.1信号的描述、分类和典型信号 §1.1信号的描述、分类和典型信号 §1.1信号的描述、分类和典型信号 §1.1信号的描述、分类和典型信号 §1.1信号的描述、分类和典型信号 §1.1信号的描述、分类和典型信号 §1.2信号的运算 §1.3信号的分解 本章小结 信号的描述 信号的分类 典型信号 信号的运算 信号的分解 若f(t)是已录制声音的磁带 f(-t)表示将此磁带倒转播放产生的信号 f(2t)表示将磁带以2倍的速度加快播放产生的 信号 f(t/2)则表示此磁带放音速度减半产生的信号 综合上述三种情况，若f(t)的自变量t变换 成(at+t0)。其中a，t0是给定实数，此时f (at+t0) 相对于f(t),可以是扩展(|a|1)或压缩(|a|1)，也 可以出现时间上的反褶(a0)或移位(t0≠0)而波 形的形状保持与f(t)相似的形状。 §1.2信号的运算 例1-1已知信号f(t)的波形如图1-24，试画出 f(-3t-2)的波形 解：f(t)=f(-3t-2)=f[-3(t+2/3)] 先求反转f(-τ) (令τ＝3(t+2/3)) 再求尺度倍乘f(-3τ)(令τ＝t+2/3) 最后求移位f[-3(t+2/3)]，得到f(-3t-2)的波形 如图1-24 §1.2信号的运算 图1-24 §1.2信号的运算 4 卷积 在分析通信系统时，经常用到卷积积分 运算（简称卷积）。 首先介绍一下冲激响应h(t) (1)冲激响应的定义：系统在单位冲激信号 δ(t)的激励下，产生的响应称为单位冲激 响应简称为冲激响应，用h(t)表示。 h(t)是在单位冲激信号作用下产生的响 应，没有考虑系统的原始状态，（即系统在 起始状态为零，因此称h(t)响应为零状态响 应。 冲激响应是冲激作用产生的零状态响应 §1.2信号的运算 但h(t)它又反映了系统的时域特性，所以 它又是系统的时域特性函数 (2)一般分析系统是研究系统输入和输出 的关系问题 如果任意信号 e(t)作用系统产生的零 状态响应为r(t)=e(t) h(t) 即零状态响应等于激励信号与系统的 冲激响应的卷积，其中“ ”为卷积运算符 号。 卷积定义为：任意两个函数f1(t)和f2(t) 的卷积为： ＊ ＊ §1.2信号的运算 ＊ 或： ＊ 卷积的性质 ⅰ微分和积分的性质 ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ ＊ §1.2信号的运算 ⅱ 乘法的一些运算规则满足卷积运算 交换率 ＊ ＊ 分配率 ＊ ＊ ＊ 结合率 ＊ ＊ ＊ ＊ f(t)和u(t),δ(t)的卷积 ＊ ＊ §1.2信号的运算 微分和积分 f(t)的微分即为 f(t)的积分为 信号的微分反映了其变化率的大小 信号的积分反映了信号在区间内平均或平 滑，所以有抑制突变的作用。 §1.2信号的运算 §1.2信号的运算 信号的微分： §1.2信号的运算 信号的积分： 两信号的相加或相乘 若f1(t)=sinωt,f2(t)=sin(8ω t)，则 f1(t)+f2(t)= sinωt+ sin(8ωt) f1(t)*f2(t)= sinωt* sin(8ωt) 如图 1-25: §1.2信号的运算 图 1-25 §1.2信号的运算 §1.2信号的运算 信号的相加： 信号的相乘： §1.2信号的运算 为便于研究信号