信号与噪声傅立叶变换.ppt

1,信号通过线性系统的传输,第二章 信号与噪声,2,一、系统 系统是指由若干个相互关联、相互作用的事物，按照一定的规律组合而成的具有某种特定功能的整体。,信号通过线性系统的传输,信号在系统中按照一定规律运动、变化； 系统在输入信号的激励下，对它进行加工处理，产生输出信号。,3,汽车,脚压力,汽车制动,信号作用于系统产生响应举例：汽车系统&照相机系统,1.3 系统的描述与分类,信号通过线性系统的传输,4,1.3 系统的描述与分类,信号通过线性系统的传输,5,1.3 系统的描述与分类,信号通过线性系统的传输,线性系统 叠加性：几个分量分别输入和同时输入，输出相同 齐次性：输入增加K倍，输出放大相同倍数,6,信号通过线性系统的传输,f ( t )表示为分量和,7,信号通过线性系统的传输,令h( t )为系统对于单位冲激( t )的响应，系统对于f ()(t -)的响应便是f ()h (t -)。 系统对于f ( t )的响应,8,若 f ( t ) F () h ( t ) H ()系统的传输函数 r ( t ) R (),信号通过线性系统的传输,系统的频率响应：,9,系统分类 按照系统的幅频响应特性，可以将系统分为低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器。,信号通过线性系统的传输,10,无失真传输系统 即要求入/出波形完全相同，可以有时延。 FT为 无失真系统的传输函数 相移,信号通过线性系统的传输,11,无失真系统的传输函数 相移 无失真传输： 系统对所有频率应为常数，即系统的带宽为无穷大。 相移正比于频率 实际系统的带宽|H ()|定义为：最大值的 倍(3db)之间的频率范围，即2-1。,信号通过线性系统的传输,12,噪 声,指通信系统意图传输的信号以外的有害干扰信号。 把周期性的、有规则的有害信号叫做干扰； 其它有害的随机干扰叫噪声； 下图显示了一个无噪声的正弦信号及其存在噪声的情况。,13,噪声分类： 乘性噪声和加性噪声。 乘性噪声是指噪声在信号出现时存在， 加性噪声是指噪声无论信号是否出现，在任何时间均存在。 加性噪声：分为外部噪声和内部噪声。,噪 声,14,外部噪声： 大气噪声：地球大气层出现的自然电气干扰。通常称为静电，来源于大气自然电气，如闪电等。常以脉冲的形式出现。 宇宙噪声：噪声来源于银河系、河外星系以及太阳。 太阳噪声是由太阳的热量产生的：辐射强度相对恒定的静态噪声和太阳黑子活动等引起不规则噪声。 宇宙噪声常称为黑体噪声，均匀分布在整个空间。 人为噪声:主要来源是产生火花的机器，如电动机中的整流子、汽车点火系统、交流发电设备、电焊设备以及荧光灯等。主要以脉冲的形式出现。,噪 声,.,15,内部噪声： 是系统内部产生的电气干扰。 主要有三种类型：散粒噪声、渡越时间噪声和热噪声。 散粒噪声：是由载流子在电子器件的输出电极上的随机到达引起的。 渡越时间噪声：载流子在通过器件的流动过程中，任何变更都会产生不规则的、随机的变化。 热噪声：热噪声与导体中的电子热运动有关。热噪声出现在所有器件中，以相加的形式影响信号，这也是为什么热噪声在所有噪声中是最重要的原因。,噪 声,16,功率谱在全频域（ ）是常数， 类似于白光的频谱特性，故称为白噪声。,白 噪 声,噪声瞬时振幅的概率密度为高斯分布,因此常称之为高斯型白噪声。高斯分布也叫正态分布,其一维概率密度 mx为均值，x2为方差,高 斯 白 噪 声