《信号与系统要点复习》吴大正第四版.doc

PAGE PAGE 5 2010年9月9日《信号与系统要点复习》纲要： PAGE PAGE 5 一、信号的傅里叶变换对 傅氏正变换 傅氏反变换 二、欧拉公式 三、常用信号傅里叶变换 1、第1组 时域：模拟单频信号 傅里叶变换： 时域单位冲激函数及频谱1 时域单位冲激函数及频谱 1 t 0 t 0 1 A A t 0 t 0 时域直流函数及频谱 正弦、余弦函数及频谱 正弦、余弦函数及频谱 频谱图： 物理含义：类似于直流信号，都是只含某一个频率的频率分量，所以它们的密度频谱都是冲激函数。 2、第2组 时域： 数字信号 单位冲激序列函数 为 周期且 波形图 频谱图 单脉冲信号 波形图 频谱图 周期矩形脉冲( 幅度为 1 、宽度为τ、周期为 T ) 的傅立叶变换。 波形图 频谱图 四、傅里叶变换的几个重要结论（性质） （1）带宽受限于无限 时域受限 频域无限 频域受限 时域无限 （2）时域卷积与频域卷积 （3）尺度展缩 从波形和频谱上看：时域压缩则频域扩展 反之：时域扩展则频域压缩 （4）离散性与周期性 时域周期（） 频域离散（） 频域周期（） 时域离散（） （5）互易性（或对称性） 典型应用： （6）时移与频移 所谓傅里叶变换的性质：是指当当型号的时域（或频域）发生某种改变（或作运算）之后，在频域（或时域）相应的变化规律。通信系统中借助于这些性质的应用解释其构成原理。 五、帕什瓦尔定理（关于信号的能量谱与功率谱的结论） 1、内 容：信号的时域能量 = 信号的频域能量 信号的时域功率 = 信号的频域功率 2、表达式: （1）信号能量 式中 ， 称之为能量谱密度。 （2）信号功率 式中 称之为功率谱密度。 帕什瓦尔定理是从时域和频域2个研究角度来研究一个信号的特性，所以该定理表征的是一个能量信号的时域能量和它的频域能量是相等的。一个功率信号的时域功率和它的频域功率是相等的。 六、滤波器（特殊的线性系统） 定义：讲输入信号中的某些频率成分滤除掉而将剩余的频率成分输出的器件。 因为是现行系统所以满足一下特性： 输出信号的时域波形=输入信号的时域波形与滤波器的单位冲激相应相卷积。 输出信号的频谱（傅氏变换）=输入信号的傅氏变换 与滤波器的传递函数相乘。 即：时域作卷积运算，则频域作相乘运算。 H（f） H（f） f/Hz fL=0 fh B=fh-fL -fh 理想滤波器 是理想低通滤波器（LPF）。理想低通指的是。 功能是使信号中的低频成分通过。 B为带宽，是一个屋里概念，一般只考虑正半轴的频率宽度。 带通滤波器（BPF） H（f） H（f） f/Hz 0 fL -fL -fL fH B=fH-fL 且通常,Y一般是窄带滤波器，调制和解调时用于噪声处理。 高通滤波器（HPF） 高频成分通过， H（f） H（f） f/Hz 0 fL -fL 七、信号带宽的常用定义 ) ) ( f F f 0 T 1 ? 2 ? 3 ? 1 ? T 2 ? ? ??? 在上图中是一般信号功率谱密度形状。 带宽是一个非常重要的概念。 在通信工程中，带宽是指波形的振幅频谱中正频率的带宽。 从理论上讲有限时域信号的带宽是无穷的，真正做到有限带宽是很不容易的。 我们常用的几个冠以带宽的定义如下: 绝对带宽 ，一般是正频率轴上的带宽。 之外信号的振幅为0. 半功率点带宽 信号信噪比减少3DB时的带宽,模拟通信系统中使用这个带宽的定义。指的是随着信号频率加大，信号的功率和信号功率最大值的比值的变化。 99%功率带宽 带内功率与总功率二者之间的比值。实际上指的是功率集中的那个频率范围究竟有多大。 过零点带宽（数字通信中） 频谱中的主瓣频率范围。旁瓣的功率随着频率升高，功率在逐渐衰减，一般用主瓣的截止位置频率定义过零点带宽，如第一过零点带宽，第一过零点带宽等。 八、信号与噪声 （1）信道 狭义信道：发生设备与接收设备之间用以传输信号的传输媒质。 一般分有限信道和无线信道 广义通道：为简化通信模型，把信道范围拓宽，包括传输媒质及各种信号变换、耦合设备，如模拟通信系统的调制器和解调器，发送器和接收器的范围的信道。 一般分为调制信道、编码信道。 （2）噪声 噪声的分类 按信道中的噪声信号特性分为： 加性噪声：n1+n2?nout 乘性噪声：n1*n2?nout 按照噪声来源分 认为噪声：工业级无线电 自然噪声：