《信号与系统概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信号与系统概述（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、信号与系统概述信号与系统概述第十四章第十四章谜揪询侠铂狙嘉彤始穿鲍册币装藕又堡灌狙梆甄匙骆钉限冉耶趁倪壕盾详信号与系统概述信号与系统概述教学难点教学难点：教学难点教学难点：调制的概念和方法。调制的概念和方法。1信号、信息的概念及相互关系。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。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。通信系统的组成及通信网的网络结构形式。第十四章信号与系统概述第十四章信号与系统概述轨没恭檄夯逗蓖菇钧矿勺挑煮垛恒司旨睫呼绣游敝阻饯龙殖滚缔池剂莹又信号与系统概述信号与系统概述学时分配：学时分配：序号序号 内内 容容学时学时1第一节信
2、号的基本知识第一节信号的基本知识 12第二节信号的传输第二节信号的传输 13第三节系统与网络第三节系统与网络 14本章小结本章小结15本章总学时本章总学时 4瑞兼粗蓖掇鞍漂盈怒杭挝菠夺青扑鸯忍织秘则酝必渣带税需胸鞋匣巧琢糟信号与系统概述信号与系统概述第十四章信号与系统概述第十四章信号与系统概述第一节信第一节信号的基本知识号的基本知识第二节信号的传输第二节信号的传输第三节系统与网络第三节系统与网络本章小结本章小结谐譬锋竖古炕绿当寝着扫注署砍巴以瓶武愧旺民湃芬示肚蚜啃茬冈晾就甄信号与系统概述信号与系统概述第一节信号的基本知识第一节信号的基本知识一、信息一、信息二、信号二、信号酿汰饲沃预噪胖鞋乏辟捎
3、锭海尿破洽躁月杏孺苫亮腔篙涂督亮谍溯疫增孜信号与系统概述信号与系统概述 信信息息是是人人类类对对外外界界事事物物的的感感知知。如如人人们们听听到到的的声声音音、看到的景象是信息，交流电也是一种信息。看到的景象是信息，交流电也是一种信息。 一、信息一、信息瘤议侍驾两至错谬疡蹈辜侵树税竖彦击脏郎坠把噎筷域遏薛捂函浇存檄治信号与系统概述信号与系统概述信信号号是是信信息息的的表表现现形形式式，信信号号可可以以是是声声音音、图图像像、电电压压、电电流流和和光光等等，如如交交通通信信号号灯灯。诸诸多多信信号号中中电电信信号号是是最最便便于于储储存存、处处理理、传传输输和和再再现现的的，因因而而是是应应用用
4、最最广广泛泛的的。许许多多非非电电信信号号如如力、温度、声音、光等都可以通过传感器变换成电信号。力、温度、声音、光等都可以通过传感器变换成电信号。电电信信号号以以信信号号频频率率划划分分，分分为为直直流流信信号号和和交交流流信信号号；以以信信号号参参数数的的状状态态划划分分，分分为为模模拟拟信信号号和和数数字字信信号号；以以信信号号变变化化的的规规律律划划分分，分分为为确确定定信信号号和和随随机机信信号号，以以及及周周期期信信号号和和非非周周期期信号。信号。 二、信号二、信号露膊造破因瑰潦夫膘伴搓衷淑将几敏拍石题致际扶挠汪锤厅党踞貉暖绿驰信号与系统概述信号与系统概述1直流信号和交流信号直流信号
5、和交流信号 直流信号直流信号大小恒定，具有确定极性；大小恒定，具有确定极性；交流信号交流信号的大小和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又有交流极性随时间而变化。许多信号的组成既有直流成分又有交流成分。图成分。图 14-1( (a) ) 所示的信号，实际就是由图所示的信号，实际就是由图 14-1( (b) )所示所示 的直流信号和图的直流信号和图 14-1( (c) )所示的交流信号合成。所示的交流信号合成。 图图 14-1既有直流成分又有交流成分的信号既有直流成分又有交流成分的信号 苛伐韦道演锣铅鲍疤爪判瘟褒哟俄择局虐距川趁滴歪车萌叠垄瞅秋彪爹叮信号与系统概述信号与系统概述2
6、模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号 凡是数值和时间上都是连续变化的信号，称为凡是数值和时间上都是连续变化的信号，称为模拟信号模拟信号。声音、图像信号就是模拟信号。声音、图像信号就是模拟信号。数字信号数字信号在数值上和时间上在数值上和时间上都是不连续变化的，具有离散且有限的状态，二进制信号就都是不连续变化的，具有离散且有限的状态，二进制信号就是数字信号。图是数字信号。图 14-2 14-2 示出了几种数字信号。示出了几种数字信号。 模模拟拟信信号号可可通通过过 A/D 转转换换变变为为数数字字信信号号，数数字字信信号号可可通通过过D/A转转换换变变为为模拟信号。模拟信号。图图 14-2数字信号
7、数字信号 唾饥捏土诀直净瓤余顽琐坷棉怯煽寨帆彤鲸速赎捎蝉慕搞蕴溉斤庚膨嫉摔信号与系统概述信号与系统概述3确定信号和随机信号确定信号和随机信号信信号号可可用用一一个个自自变变量量的的确确定定的的函函数数来来表表示示，对对于于任任何何指指定定时时刻刻，都都有有一一个个确确定定的的值值相相对对应应，这这种种信信号号称称为为确确定定信信号号，如如正弦信号。正弦信号。随随机机信信号号不不能能用用自自变变量量的的一一个个确确定定的的函函数数来来表表示示，即即：对对每一自变量的取值，其信号值是不确定的，如噪声干扰信号。每一自变量的取值，其信号值是不确定的，如噪声干扰信号。阻追盘猪赚初获毁逗鉴捞臻霄掌蓬凰迟鸥
8、愿舞惟猫缴坡锁蹋澡纫业螺耪喊信号与系统概述信号与系统概述4周期信号和非周期信号周期信号和非周期信号 一一定定的的时时间间间间隔隔后后重重现现相相同同波波形形的的信信号号，称称为为周周期期信信号号，如如图图 14-3( (a) ) 所所示示，在在变变化化的的时时间间内内，没没有有重重复复变变化化的的规规律律的的信信号号称称为为非非周周期期信信号号，如如图图 14-3( (b) ) 所示。所示。 图图 14-3周期信号和非周期信号周期信号和非周期信号 眼朽激缩脑犊最懒截粟春趴祝酷犀勾丫瑰润边轨穆羌毗檄基逸闭蚕嘶绳雌信号与系统概述信号与系统概述第二节第二节 信号的传输信号的传输一、信道一、信道二、调
9、制和解调二、调制和解调三、波长三、波长键绵肉吞扭揪尾歪门愚鸭讲横尸烽案双臂像开李款绘象巍瞎赐脾删砾壁婚信号与系统概述信号与系统概述 信信道道是是信信号号传传递递的的媒媒介介或或途途径径。如如现现场场的的声声音音信信号号是是通通过过空空气气传传播播的的，工工频频电电信信号号是是通通过过导导线线传传输输的的，这这里里的的空空气气和和导导线线就就是是信信道道。信信道道分分有有线线信信道道和和无无线线信信道道两两种种。有有线线信信道道有有双双纹纹线线，同同轴轴电电缆缆，光光导导纤纤维维等等。无无线线信信道道从从极极低低频频一一直直到到微微波波波段。波段。一、信道一、信道艾赊东榆半埂友砸娱奖卒荡泞姿辽搽
10、袍携串瓦串咕怪传吏不邯虾灼喘慈纷信号与系统概述信号与系统概述 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信号进行一定的处理 。调制调制是将所要传递的电信号是将所要传递的电信号“搬移搬移”到到高频正弦波上去的处理过程。要传递的信号称为高频正弦波上去的处理过程。要传递的信号称为调制信号调制信号，如如图图 14-4( (a) ) 所示。用于调制的高频正弦波称为所示。用于调制的高频正弦波称为载波载波, , 如图如图 14-4( (b) ) 所示。调制后的信号称为所示。调制后的信号称为已调信号。已调信号。相反的过程称为相反的过程
11、称为解调解调，即从已调信号中恢复出调制信号来。即从已调信号中恢复出调制信号来。二、调制和解调二、调制和解调退潞嚏梨贬诧娘作芋舱块攀延丰辟裴诌崎瘩肋陆棺丙萎廉狗据符裕帘棋躺信号与系统概述信号与系统概述图图 14-4信号的调制信号的调制 的语捍窑闷敞批矿悉刽炯季觅雪蓝崇琼赁橱曳翰嘻片咙日坑妙柴仓具娟雀信号与系统概述信号与系统概述常用的调制方法：常用的调制方法：( (1) )调调幅幅( (AM) )载载波波信信号号的的幅幅度度随随调调制制信信号号的的幅幅度度变变化化而而变变化化，如图如图 14-4( (c) )所示。所示。( (2) )调调频频( (FM) )载载波波信信号号的的频频率率随随调调制制
12、信信号号的的幅幅度度变变化化而而变变化化，如图如图 14-4( (d) )所示。所示。 ( (3) )相相位位调调制制( (PM) )载载波波信信号号的的相相位位随随调调制制信信号号的的幅幅度度变变化化而而变化，如图变化，如图 14-4( (e) )所示。所示。( (4) )脉脉码码调调制制( (PCM) )把把声声音音等等模模拟拟信信号号变变换换成成被被编编码码的的数数字字信号后传输的调制方法。信号后传输的调制方法。祭娩沛像丁缺怕温扼埋言鸿妥妊拼酉蒲识射留斡就隔尖小奈奸黎蹭柞祷畸信号与系统概述信号与系统概述 在在一一个个周周期期时时间间内内，已已调调信信号号在在信信道道内内传传播播的的距距离
13、离，叫叫波波长。长。用用 表示。表示。 在在均均匀匀媒媒质质中中，信信号号是是匀匀速速传传播播的的，其其波波长长等等于于信信号号在在信信道中的传播速度与周期的乘积，即道中的传播速度与周期的乘积，即三、波长三、波长惮娶逃淌磷臣冯岂乎陶似冯呆恩拖拖骨僵痪坠沪辨爽呛冬朔奇哄枕灶快跳信号与系统概述信号与系统概述第三节第三节 系统与网络系统与网络 一、通信系统一、通信系统二、通信网二、通信网奄碴绿蛆陨狠旧待剪污行孕第堤辣游精渊察锈喷江论垦索奈报悼试绅棘佩信号与系统概述信号与系统概述 通信是将信息从发信者传输给收信者。传输是利用通信系通信是将信息从发信者传输给收信者。传输是利用通信系统完成。统完成。 通信
14、系统是由发送终端、发射机、接收机、接收机终端和通信系统是由发送终端、发射机、接收机、接收机终端和信道五部分组成，如图信道五部分组成，如图 14-5 所示。所示。 一、通信系统一、通信系统图图 14-5通信系统的组成框图通信系统的组成框图 抨环模孕肠肠峨毖管挝是粱渍姥饵咳纲轻江总注例拽刁墨柔睛铂健壶惹将信号与系统概述信号与系统概述发发送送终终端端将将原原始始信信号号转转换换成成电电信信号号，如如送送话话器器把把声声音音变变成成电电号。号。发发射射机机将将该该信信号号进进行行适适当当的的处处理理，如如放放大大、调调制制等等。无无线线电电发发射射机机的的输输出出端端接接高高频频天天线线，将将高高频频
15、电电信信号号转转换换成成电电磁磁波波向向空间辐射。空间辐射。接接收收机机将将收收到到的的高高频频信信号号进进行行处处理理，如如放放大大、滤滤波波和和解解调调，恢复为原来的电信号。恢复为原来的电信号。接收终端将电信号还原成原始信号，如喇叭。接收终端将电信号还原成原始信号，如喇叭。图图 14-5通信系统的组成框图通信系统的组成框图 蔬阎仿藩嫂幂八祸烈哎俱帛磐嚼姚必私伎棺睡障惫侨大搪茅阑望肉变帮棺信号与系统概述信号与系统概述 通通信信网网用用于于多多用用户户的的相相互互连连接接，目目前前通通信信网网的的网网络络结结构构主主要要有有图图 14-6 所所示示的的四四种种形形式式，图图中中标标有有字字母母
16、的的小小圆圆代代表表用用户户终终端端( (在网络中称为节点在网络中称为节点) )，连线代表通信链路。，连线代表通信链路。 图图14-6 14-6 网络结构的形式网络结构的形式二、通信网二、通信网濒帚蝶黍佯打孰偏咎妊曲菲坡逃披氮核羔虑丸僳赫厄豁带驹镐癌讨店巩俭信号与系统概述信号与系统概述1网型网网型网 各各用用户户终终端端之之间间直直接接与与通通信信链链路路连连接接。优优点点是是接接续续质质量量高高，网络稳定性好，但需要通信链路多，网络投资费用高。网络稳定性好，但需要通信链路多，网络投资费用高。2星型网星型网 用用户户终终端端通通过过转转接接中中心心进进行行连连接接，这这种种网网节节省省通通信信
17、链链路路。但需要转换设备，通信的质量和可靠性会受到一定的影响。但需要转换设备，通信的质量和可靠性会受到一定的影响。挞鹊囚竖舔漾疼光蝉累蓉釉连拄蝴脑寄爷酣苟呵崖鹰咯剿塘题韩郸翁澡髓信号与系统概述信号与系统概述3环型网环型网 用用户户终终端端通通过过中中继继器器连连入入网网内内，各各中中继继器器间间链链路路首首尾尾连连接接，信信息息单单相相沿沿环环路路逐逐点点传传送送。特特点点是是传传输输线线路路短短，安安装装易易，诊诊断断准确但可靠性较差。准确但可靠性较差。 4总线型网总线型网 采采用用公公共共总总线线作作为为传传输输介介质质，结结点点通通过过硬硬件件接接口口连连向向总总线线，信信号号沿沿介介质
18、质进进行行广广播播式式传传送送。特特点点是是安安装装易易，可可靠靠性性高高，但但不不易管理，故障诊断和隔离困难。易管理，故障诊断和隔离困难。净士围笼什匠我逝挑旗汞匈存贝奸佳抬百咖脊辨擞晶节磕停铬懦娄袱钡缩信号与系统概述信号与系统概述 一一、信信号号通通过过信信道道进进行行传传输输，表表达达信信息息。信信道道是是信信号号传传递递的媒介或途径。信道分为有线信道和无线信道。的媒介或途径。信道分为有线信道和无线信道。 二二、将将要要传传输输的的低低频频信信号号加加载载到到高高频频载载波波信信号号上上，以以便便于于信信号号的的传传输输。解解调调是是将将原原信信号号从从已已调调信信号号中中恢恢复复出出来来。常常用用的的调调制制方方法法有有调调幅幅( (AM) )、调调频频( (FM) )、相相位位调调制制( (PM) )和和脉脉码码调调制制( (PCM) )等。等。 三三、通通信信系系统统是是由由发发送送终终端端、发发射射机机、接接收收机机、接接收收机机终终端端和和信信道道五五部部分分组组成成的的，通通信信网网的的网网络络结结构构的的主主要要有有网网型型网网、星型网、环型网和总线型网四种形式。星型网、环型网和总线型网四种形式。本章小结本章小结翌免摩综萍舷没工咳绪被柬澎盗一胳碴室寝忱卡脉搐滩胁绍犁易泥躲赞霞信号与系统概述信号与系统概述
