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为什么离散时间信号有高低频

发布时间: 2022-06-22 07:00:44

1. 【学通信的哥哥姐姐来看看】基带信号为什么要低频…………

1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制(PCM)的概念,从此之后通信数字化的时代应该说已经开始了,但是数字通信的高速发展却是20世纪70年代以来的事情。随着时代的发展,用户不再满足于听到声音,而且还要看到图像;通信终端也不局限于单一的电话机,而且还有传真机和计算机等数据终端。现有的传输媒介电缆、微波中继和卫星通信等将更多地采用数字传输。而这些系统都使用到了数字调制技术,本文就数字信号的调制方法作一些详细的介绍。

一 数字调制

数字信号的载波调制是信道编码的一部分,我们之所以在信源编码和传输通道之间插入信道编码是因为通道及相应的设备对所要传输的数字信号有一定的限制,未经处理的数字信号源不能适应这些限制。由于传输信道的频带资源总是有限的,因此提高传输效率是通信系统所追求的最重要的指标之一。模拟通信很难控制传输效率,我们最常见到的单边带调幅(SSB)或残留边带调幅(VSB)可以节省近一半的传输频带。由于数字信号只有"0"和"1"两种状态,所以数字调制完全可以理解为像报务员用开关电键控制载波的过程,因此数字信号的调制方式就显得较为单纯。在对传输信道的各个元素进行最充分的利用时可以组合成各种不同的调制方式,并且可以清晰的描述与表达其数学模型。所以常用的数字调制技术有2ASK、4ASK、8ASK、BPSK、QPSK、8PSK、2FSK、4FSK等,频带利用率从1bit/s/Hz~3bit/s/Hz。更有将幅度与相位联合调制的QAM技术,目前数字微波中广泛使用的256QAM的频带利用率可达8bit/s/Hz,八倍于2ASK或BPSK。此外,还有可减小相位跳变的MSK等特殊的调制技术,为某些专门应用环境提供了强大的工具。近年来,四维调制等高维调制技术的研究也得到了迅速发展,并已应用于高速MODEM中,为进一步提高传输效率奠定了基础。总之,数字通信所能够达到的传输效率远远高于模拟通信,调制技术的种类也远远多于模拟通信,大大提高了用户根据实际应用需要选择系统配置的灵活性。

1、基带传输

传输信息有两种方式:基带传输和调制传输。由信源直接生成的信号,无论是模拟信号还是数字信号,都是基带信号,其频率比较低。所谓基带传输就是把信源生成的数字信号直接送入线路进行传输,如音频市话、计算机间的数据传输等。载波传输则是用原信号去改变载波的某一参数实现频谱的搬移,如果载波是正弦波,则称为正弦波或连续波调制。把二进制信号调制在正弦波上进行传输,其目的除了进行频率匹配外,也可以通过频分、时分、波分复用的方法使信源和信道的容量进行匹配。

2、为什么要进行调制

首先,由于频率资源的有限性,限制了我们无法用开路信道传输信息。再者,通信的最终目的是远距离传递信息。由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因,基带信号是无法在无线信道或光纤信道上进行长距离传输的。为了进行长途传输,必须对数字信号进行载波调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。最后,较小的倍频程也保证了良好的带内特性。所以调制就是将基带信号搬移到信道损耗较小的指定的高频处进行传输(即载波传输),调制后的基带信号称为通带信号,其频率比较高。 数字信号的载波传输与基带传输的主要区别就是增加了调制与解调的环节,是在复接器后增加了一个调制器,在分接器前增加一个解调器而已。

3、映射

信息与表示和承载它的信号之间存在着对应关系,这种关系称为"映射",接收端正是根据事先约定的映射关系从接收信号中提取发射端发送的信息的。信息与信号间的映射方式可以有很多种,不同的通信技术就在于它们所采用的映射方式不同。实际上,数字调制的主要目的在于控制传输效率,不同的数字调制技术正是由其映射方式区分的,其性能也是由映射方式决定的。

一个数字调制过程实际上是由两个独立的步骤实现的:映射和调制,这一点与模拟调制不同。映射将多个二元比特转换为一个多元符号,这种多元符号可以是实数信号(在ASK调制中),也可以是二维的复信号(在PSK和QAM调制中)。例如在QPSK调制的映射中,每两个比特被转换为一个四进制的符号,对应着调制信号的四种载波。多元符号的元数就等于调制星座的容量。在这种多到一的转换过程中,实现了频带压缩。应该注意的是,经过映射后生成的多元符号仍是基带数字信号。经过基带成形滤波后生成的是模拟基带信号,但已经是最终所需的调制信号的等效基带形式,直接将其乘以中频载波即可生成中频调制信号。

4、调制方法

调制的方法主要是通过改变正弦波的幅度、相位和频率来传送信息。其基本原理是把数据信号寄生在载波的某个参数上:幅度、频率和相位,即用数据信号来进行幅度调制、频率调制和相位调制。数字信号只有几个离散值,这就象用数字信号去控制开关选择具有不同参量的振荡一样,为此把数字信号的调制方式称为键控。数字调制分为调幅、调相和调频三类,最简单的方法是开关键控,"1"出现时接通振幅为A的载波,"0"出现时关断载波,这相当于将原基带信号(脉冲列)频谱搬到了载波的两侧。如果用改变载波频率的方法来传送二进制符号,就是频移键控(FSK)的方法,当"1"出现时是低频,"0"出现时是高频。这时其频谱可以看成码列对低频载波的开关键控加上码列的反码对高频载波的开关键控。如果"0"和"1"来改变载波的相位,则称为相移键控(PSK)。这时在比特周期的边缘出现相位的跳变。但在间隔中部保留了相位信息。收端解调通常在其中心点附近进行。一般来说,PSK系统的性能要比开关键控FSK系统好,但必须使用同步检波。除上面所述的二相位、二频率、二幅度系统外,还可以采用各种多相位、多振幅和多频率的方案。在DVB系统中卫星传输采用QPSK,有线传输采用QAM方式,地面传输采用COFDM(编码正交频分复用)方式。下面就对ASK、FSK、PSK、QAM进行详细的介绍。

2. 为什么时域变化剧烈频域高频分量多

频率是指信号的变化周期。
时域变化剧烈,也就是信号变化得快,变化快就是频率高,说明信号中包含了高频分量。

3. 信号中的低频与高频的区别

呵呵,你好
按照电气和电子工程师学会(IEEE)制定的频谱划分表,
低频频率为30~300kHz,
中频频率为300~3000kHz,
高频频率为3~30MHz,
频率范围在30~300MHz的为甚高频,
频率范围在300~1000MHz或更高的为特高频。
相对于低频信号,高频信号变化非常快、有突变;
低频信号变化缓慢、波形平滑。

4. 什么是高频,什么是低频

高频(英语:High frequency):是指频带由3MHz到30MHz的无线电波。比HF频率略低的是中频(MF),比HF频率略高的是甚高频(VHF)。

HF多数是用作民用电台广播及短波广播。其对于电子仪器所发出的电波抵抗力较弱,因此经常受到干扰。

低频(LF, Low frequency):是指频带由30 KHz到300 KHz的无线电电波。

LF多用作卫星导航系统(差分全球定位系统)、国际广播以及AM广播等,另外亦可用作电波时计。一些无线电频率识别(RFID技术 )标签使用低频, 这些标签通常被称为 LFID's或LowFID's。

(4)为什么离散时间信号有高低频扩展阅读

无线电波和频率大小关系

频率越低,传播损耗越小,覆盖距离越远,绕射能力也越强。但是低频段的频率资源紧张,系统容量有限,因此低频段的无线电波主要应用于广播、电视、寻呼等系统。

高频段频率资源丰富,系统容量大。但是频率越高,传播损耗越大,覆盖距离越近,绕射能力越弱。另外,频率越高,技术难度也越大,系统的成本相应提高。

5. 什么叫做高频信号什么又叫做低频信号

高频低频不仅要看信号的频率,还要看信号的上升沿与下降沿时间。一般兆级的信号就可以看做是高频了,

6. 手机信号为什么要用高频信号传输高频和低频相比有什么好处吗

由电磁波速率=电磁波波长*电磁波频率可知,当电磁波频率越高时,电磁波波长越短,此时的电磁波由于波长短,能量大,能够远距离传输,而且搞干挠能力非常强,况且在我们的地球外有一层等离层,非常有利于短波的反射,因面原因显而易见

相反,低频波就没有上面的特点,但低频设备价格比较便宜,常用于对讲机之类的

7. 通信原理中,从信号表达式如何判断高低频成分

不经过频域转换从时域信号看只能大概判断频谱情况,第一,时间无限带宽有限,时间有限带宽无限。第二,周期信号频率离散,非周期信号频率连续。第三,解析信号频率都是正频率。第四,信号在导数大(陡峭)的地方高频分量多,坡度平缓处低频分量多。第五,信号均值不为零有直流分量即零频率处有值

8. 高频信号和低频信号的优缺点

按照电气和电子工程师学会(IEEE)制定的频谱划分表,

低频频率为30~300kHz,中频频率为300~3000kHz,高频频率为3~30MHz,频率范围在30~300MHz的为甚高频,频率范围在300~1000MHz或更高的为特高频。低频信号变化缓慢、波形平滑。

3MHz到X00GHz的频率范围称为高频。高频信号失真率小,既有较强的可恢复性,且抗干扰率强,低频很容易受地面及空中物体的阻碍而影响到本身的性质,正如在海上求救,高频信号可以准确地传达遇险船所在位置。

9. 无线通信中的高频信号和低频信号有什么区别

高频信号和低频信号从字面上看就是频率高低之别。无线通信中在信道中传输的一般是高频信号或称为频带信号,而被调制的低频信号比如语音信号则称为基带信号。

10. 电路中的高低频信号是怎么产生的

器件产生的高低频噪音、外部电磁感应到线路上以及电源产生的频率污染等等。

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