《通信技术与系统简明教程》课件——第2章 通信信号与信道.pptVIP

2．信号通过线性系统不失真的条件信号在传输过程中，由于传输系统的影响，传输到输出端的响应r(t)与输入端的激励e(t)的波形总是有些不同，信号的这种畸变叫做信号的失真。所谓信号的无失真传输，是指系统的零状态响应与激励的波形相比，只是幅度和出现的时刻不同，不存在形状上的变化。2.2滤波器2.2.1滤波器的作用与分类2．信号通过线性系统不失真的条件若激励信号为e(t)，响应为r(t)，则无失真传输的含义用数学公式表尔为：2.2滤波器理想低通滤波器的幅频特性和相频特性3．滤波器的分类滤波器的种类很多，从不同的角度，可将其划分为不同的类型。?根据滤波器幅频特性的通带与阻带的范围：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。?根据构成滤波器元件的性质：有源滤波器；无源滤波器?根据滤波器所处理的信号：模拟滤波器和数字滤波器。2.2滤波器2.2.1滤波器的作用与分类3．滤波器的分类2.2滤波器理想低通滤波器理想带通滤波器理想高通滤波器理想带阻滤波器1．谐振型LC滤波器谐振型LC滤波器多为带通型滤波器，且相对通频带较窄。如图所示为谐振型LC滤波器的几个基本电路。2.2滤波器2.2.2LC滤波器（a）简单并联型（b）部分接入型（c）低通型通频带占有一定频带的信号在并联谐振回路中传输时，由于幅频特性曲线的不均匀性而不可避免地产生频率失真。通频带实际上是为了限制频率失真的大小而规定的一个值。值由最大值下降到0.707时，所确定的频带宽度2Δf就是回路的通频带BW0.7该式表明：回路Q越高，幅频特性曲线越尖锐，通频带越窄；回路谐振频率越高，通频带越宽。选择性选择性指回路从含有各种不同频率信号总和中选出有用信号、排除无用信号的能力。回路谐振曲线越尖锐,则选择性越好。正常使用时，谐振回路的谐振频率应调谐在所需信号的中心频率上。BW0.1=10f0/Q通带与选择性的综合评价计算矩形系数K0.1计算选择性矩形系数越接近1，选择性越好2．非谐振型LC滤波器非谐振型LC滤波器可以组成低通、高通、带通和带阻滤波器，一般相对带宽较宽。2.2滤波器2.2.2LC滤波器（a）低通L型（b）低通T型（c）低通?型1．石英晶体滤波器为了获得工作频率高度稳定、阻带衰减特性十分陡峭的滤波器，就要求滤波器元件的品质因数Q很高。LC型滤波器的品质因数一般在100～200范围内，不能满足上述要求。自然界存在一种物理与化学性质都极为稳定的物质——石英晶体，用它切割成的石英谐振器，其品质因数Q可达几万甚至几百万，因而可以构成工作频率稳定度极高、阻带衰减特性很陡峭、通带衰减很小的滤波器。2.2滤波器2.2.3集中参数滤波器?石英晶体谐振器的压电特性石英是SiO2，其形状为结晶的六角锥体。（1）压电效应：当晶体受到机械力时，它的表面上就产生了电荷。如果机械力由压力变为张力，则晶体表面的电荷极性就反过来。这种效应称为正压电效应。（2）反压电效应：在晶体表面加入一定的电压，则晶体就会产生弹性变形。如果外加电压作交流变化，晶体就产生机械振动。振动的大小基本上正比于外加电压幅度。2.2滤波器石英晶体的各种切割方式?石英谐振器的基频等效电路和电路符号2.2滤波器C0-石英晶体支架静电容量，一般为几至几十皮法（pF）；Lq、Cq、rq代表晶体本身的特性：Lq相当于晶体的质量（惯性），Cq相当于晶体的等效弹性模数，rq相当于摩擦损耗。石英晶体的LCR参量是很特异的：Lq很大，以几亨（H）至十分之几亨计；Cq很小，一般以百分之几皮法计；rq一般以几至几百欧（?）计。因而如图所示的等效电路的Qq值极高，等效阻抗极大（以几百k?计）。主要优点：Qq值极高，一般为几万甚至为几百万，这是普通LC电路无法比拟的；此外，由于C0Cq，因而图2-27的接入系数p≈Cq/C0非常小，也就是说，晶体与外电路的耦合必然很弱。由于上述两个特点，使石英晶体的谐振频率极其稳定。?石英谐振器的阻抗特性2.2滤波器电路有两个谐振频率。一为左支路的串联谐振频率fq，即石英片本身的自然谐振频率另一个为石英谐振器的并联谐振频率显然，