数字信号的无失真传输

数字信号的无失真传输

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二进制数字基带波形都是矩形波，其频谱是无限宽的，但任何一个传输信道的带宽都是又限的。这样，无限带宽的信号要通过有限带宽的信道进行传输，必定会对信号波形产生失真。如果直接采用矩形脉冲的基带信号作为传输码型，则传输系统接收端所得的信号频谱必定与发送端不同，这就会使接收端数字基带信号产生误码。为此在数字信号的传输中，在接收端都采用取样判决，数据再生的办法来获得发端传输过来的数字信号如图1。

为了研究波形传输的失真问题，我们首先来看一下基带信号传输系统的典型模型，如下图所示。在发送端，数字基带信号经发送滤波器输入到信道，发送滤波器的作用是限制发送频带，阻止不必要的频率成分干扰相邻信道。基带信号在信道中传输时常混入噪声，同时由于信道带宽的有限性，因此引起传输波形的失真是必然的。

所以在接收端输入的波形与原始的基带信号肯定存在较大的差别，若直接进行抽样判决将会产生较大的误判。因此在抽样判决之前先经过一个接收滤波器，它一方面滤除带外噪声，另一方面对失真波形进行均衡。取样和判决电路使数字信号得到再生，并改善输出信号的质量。

根据频谱分析的基本原理，基带信号在频域上的失真，在时域上必定产生延伸，这就带来了各码元间相互串扰问题。所以，造成判决错误的主要原因除了噪声外，主要是由于传输特性（包括发、收滤波器和信道特性）不良

引起的码间串扰。基带脉冲序列通过系统时，系统的滤波作用使脉冲拖宽（时域上的周期变长），在时间上，它们重叠到邻近时隙中去（如图1所示）。接收端在按约定的时隙对各点进行取样，并以取样时刻测定的信号幅度和判别门限电平进行比较，以此作为依据进行判决，来导出原脉冲的消息。若相邻脉冲的拖尾相加超过判别门限电平，则会使发送的“0”判为“1”。实际中可能出现好几个邻近脉冲的拖尾叠加，这种脉冲重叠，并在接收端造成判决困难的现象叫做码间干扰。

因此可以看出，传输基带信号受到约束的主要因素是系统的频率特性。当然可以有意地加宽传输频带使这种干扰减小到任意程度。然而这会导致不必要地浪费带宽。如果展宽得太多还会将过大的噪声引入系统。因此应该探索另外的代替途径，即通过设计信号波形，或采用合适的传输滤波器，以便在最小传输带宽的条件下大大减小或消除这种干扰。

奈奎斯特等人研究了以上的情况，提出了数字信号传输的无失真条件，称为奈奎斯特第一准则。其内容是，当数字信号序列通过某一信道传输时，如信号传输速率B b=2B c(B c为信道物理带宽)，各码元的间隔T=1/2B c，该数字序列就可以做到无码间干扰传输了。这时B c=1/2T称为奈奎斯特带宽，T

称为奈奎斯特间隔。

上面说过任何一个传输信道的带宽

都时有限的，它的特性相当于一个低通

滤波器。理想的低通滤波器的冲击响应

为sinωc t/ωc t，其波形如图2b所示。

如果传输的是二元数码序列，其频带利

用率为B b/B c=2bit/s/Hz(式中R b为传输

码率，单位bps，B C是奈奎斯特带宽)。

如果序列为n进制信号，则频带利用率为2log2n bit/s/Hz（如16QAM 24＝16所以是4进制的、64QAM 26＝64所以是6进制的）。

奈奎斯特第一准则本质上是取样值无失真条件，它给我们指出了无码间干扰和充分利用频带的基本关系。同时说明信号经传输后，虽然整个波形会发生了变化，但只要取样值保持不变，那么再次取样的方法（即再生判决）仍然可以准确无误地恢复原始信号，为此，采用理想低通响应波形作接收是

不会产生码间干扰的。

然而在实际中，理想的低通特性很难实现。这首先是因为理想低通特性在物理上不能实现，其次是它的冲击响应脉冲波形尾部的衰减振荡是比较大的，若定时的精确性稍微差一些，使取样瞬间出现偏差时，就会出现可观的码间干扰。

在实际应用中我们用的是具有滚降特性的信道。这种信道可以克服理想低通特性的两个缺点。

滚降特性信道其带宽较奈奎斯特带宽宽，增加的程度用滚降系数α来表示。a=f c2/f c1，a值的范围是0≤a≥1，式中的f c1是理想低通的截止频率，f c2滚降特性信道的截止频率。具有滚降系数a信道的特性和冲击响应如图3。

从上图中可看出：

1、1、当a＝0时，系统为理想低通特性，a≤1为升余弦滚降滤波特性。

2、2、对于a>0的升余弦滚降特性，其冲激响应H(t)的值，除在取样点

t=0处不为零外，其余各取样点的值均为零，且t>T后，各样值点之

间又增加了一个零点，使“尾巴”随时间的延长而衰减加快。这对消

除码间干扰和减弱定时抖动很有利。

3、3、升余弦滚降信号在各取样点（图中的-3T、-2T、……..2T、3T）处

的串扰值始终为零，因此它满足取样值无失真传输条件。a越小，波

形拖尾的振荡起伏越大，但传输所需要的带宽减少，即频带利用率高；

反之，a 越大，拖尾振荡起伏越小，传输所需要的带宽增大，即频带

利用率变低，极限情况是a=1，此时的滚降特性所占带宽比a=0时增

加一倍，这时其频带利用率只有极限情况下的一半。这种情况可以用

图4来形象比如。图4a中的小球从峭壁中落下，到地后反弹幅度高且

反弹时间长（拖尾长）。图4b中的小球从斜波上滚下，落地后反弹幅

度很小且反弹时间短。

4、4、考虑到接收波形在再生判决中还再进行取样才能实现无失真传输，

而在实际取样时，取样时刻不可能完全没有误差，加之取样脉冲宽度

不可能为零，因此，为了减少取样定时的脉冲所带来的影响，a 值不

能取得太大，通常选择a≥0.16，例如在DVB-C系统中，调制前得I、

Q信号，采用

a=0.16的升余弦

特性滤波。

一个基于调制传输方式的计算例子，例如：a=0.16，使用64QAM调制，则频带利用率N=log264=6(每个调制符号的比特数)，频道物理带宽为W=8MHz的DVB-C系统，求其有效传输速率SS，计算如下：

1、1、首先算其符号率D=W/(1+a)＝8/(1+0.16)=6.8966Ms/s

2、2、总传输速率C=D*N=6.8966*6=41.379Mbps

3、3、DVB-C的信道编码是RS（204，188），所以有效传输速率

C O=C*188/204=38.134Mbps

总的来说，由于传输信道存在抖动，所以，在判决时的定时不可能做到很精确，这样一来具有低通滤波特性的信道的冲激响应波形的拖尾将会造成码间干扰，为此可通过增加a的值来减弱这种拖尾效应，从而减少码间干扰，但却是以牺牲信道的带宽利用率为代价的。

为了进一步克服码间干扰的影响，通常在接收端取样判决器前加上一个可调的补偿滤波器对信道特性作进一步的补偿，以使实际系统的性能尽量接近最佳的性能，这个补偿过程称为均衡。

对基带系统的性能进行补偿可以在频域实现，也可以在时域实现，前者为频域均衡，后者为时域均衡。频域均衡的基本原理时利用可调滤波器的频率

特性取补偿基带系统的频率特性，使包括可调滤波波器在内的基带系统的总特性尽量接近最佳系统特性。下面主要讨论时域均衡。

所谓时域均衡就是直接利用波形补偿的方法来校正由于基带特性步理想引起的波形畸变，使校正后的波形在取样判决时刻的码间干扰尽可能小，所以时域均衡也称波形均衡。其原理可用图5来说明：

图中实线为取样判决器输入端的单个脉冲响应信号，由于信道特性步理性产生了畸变拖尾，在t-3……….t3各取样点上会造成串扰。如果均衡器能产生图中虚线所示的补偿波形，那么经它校正后的波形如图5b所示，在除t0以外所有取样点上的值均为零，从而消除了码间干扰。

时域均衡所需要的补偿波形可由接收到的波形经延时加权（加一定的增益）来得到，所以均衡滤波器实际上就是又抽头延时线加上一些可变增益放大器组成得，如图6所示：

它共有N节延时线，每节延时线得延时时间都等于码元得宽度T，在各节延时线之间引出抽头共N＋1个，每个抽头得输出经可变增益（正负可调）放大器d加权后再相加输出。因此当输入有畸变得波形时，只要适当选择可变增益放大器增益就可以使相加器输出得信号对其它码元波形得串扰为最小。

均衡滤波器又叫横向滤波器，理论上，均衡滤波器要有无限多个抽头才能作出精确补偿，这当然是步可能的，因为抽头越多，成本也越高，调整也越困难，为了使码间干扰最小，需要找出有限长横向滤波抽头增益d与输出信号之间的关系。

另外，上面曾说过，影响误判的还有信道的噪声。那么在调制传输方式信

道的噪声、带宽、传输码率式怎么一种关系呢？我看看有名的香农公式：C=Wlog2(1+S/N),从香农公式中我们可以看出：(C是信道容量、W是信道带宽、n o是噪声功率密度、N噪声功率、S信号功率。)

1、1、S/N (SNR) ↑，C ↑。

2、2、如果N→0, SNR→∞，C→∞。无干扰信道的信道容量无穷

大。

3、3、W ↑，C ↑，但趋于一个极限。因为W ↑，N=W*n0↑。

4、4、若C 为常数，W与SNR可以互换。(扩频通信)

5、5、信道容量为C，信源的信息速率为R，如果R

用信道编码方法实现无误传输。

图7是误码率与S/N的关系曲线：

从图7上可以看出，对任何一种给定的调制技术，传输信道的信噪比（S/N）越高，则其比特误码率（BER）特性就会越好。换句话说，对任何一种给定的调制技术，如果希望传输信道的比特误码率特性更好，就要提高传输信道的信噪比。

当然，以上分析是在理想情况下的结论，实际情况要复杂得多。但不管是噪声、互调、回波还是侵入噪声影响，其结果都是劣化了信道的信噪比，最终都是劣化了信道的无纠错比特误码率BER。

从图7看出，曲线在水平轴上的位置取决于调制方式，调制方式抗噪性能越佳，则传输系统在得到相同BER值时所要求的S/N值就越小。一般来说，

数字信号在传输之前都先进行前向误码校正（EFC）等的信道编码处理，这

样可将BER从10－4提高到10－10～10－11，所以，在接收端我们只要保证其

BER在10－4以上就可以了。对QPSK调制方式，在S/N大于11dB时BER就

优于10－4。对16QAM调制方式则要求S/N大于18dB才能保证BER优于10

－4。

综上所述，由于数字信号是脉冲矩形波，所以其频谱为无限宽，但是传输

信道的带宽是有限的，其特性相当于一个低通滤波器。数字脉冲信号通过一

个低通滤波器将会丢失相当一部分的高频频谱，致使信号产生失真，为此，

在接收端采用了判决再生的方法重新产生数字脉冲信号。

由于数字脉冲信号通过信道时产生失真，使其在时域上的周期变长而产生了码间干扰。这些码间干扰将会使判决产生误判，使重建的数据脉冲产生误码。为了减少码间干扰，可采取使信道具有升余弦滚降特性，使码间干扰控制在判决门限电平之下。我们在接收端也可以通过均衡技术来消除判决点处的码间干扰，使传输信道达到最佳状态，从而实现数字信号的无失真传输。

在采用调制方式传输的信道里，在一定的信道带宽和要求的数据速率及要求的误码率下，我们可通过信道调整和选择相应的调制方式来达到数据传输的要求。

数字信号的无失真传输

数字信号的无失真传输 广州电子技术网――思维 二进制数字基带波形都是矩形波，其频谱是无限宽的，但任何一个传输信道的带宽都是又限的。这样，无限带宽的信号要通过有限带宽的信道进行传输，必定会对信号波形产生失真。如果直接采用矩形脉冲的基带信号作为传输码型，则传输系统接收端所得的信号频谱必定与发送端不同，这就会使接收端数字基带信号产生误码。为此在数字信号的传输中，在接收端都采用取样判决，数据再生的办法来获得发端传输过来的数字信号如图1。 为了研究波形传输的失真问题，我们首先来看一下基带信号传输系统的典型模型，如下图所示。在发送端，数字基带信号经发送滤波器输入到信道，发送滤波器的作用是限制发送频带，阻止不必要的频率成分干扰相邻信道。基带信号在信道中传输时常混入噪声，同时由于信道带宽的有限性，因此引起传输波形的失真是必然的。 所以在接收端输入的波形与原始的基带信号肯定存在较大的差别，若直接进行抽样判决将会产生较大的误判。因此在抽样判决之前先经过一个接收滤波器，它一方面滤除带外噪声，另一方面对失真波形进行均衡。取样和判决电路使数字信号得到再生，并改善输出信号的质量。 根据频谱分析的基本原理，基带信号在频域上的失真，在时域上必定产生延伸，这就带来了各码元间相互串扰问题。所以，造成判决错误的主要原因除了噪声外，主要是由于传输特性（包括发、收滤波器和信道特性）不良

引起的码间串扰。基带脉冲序列通过系统时，系统的滤波作用使脉冲拖宽（时域上的周期变长），在时间上，它们重叠到邻近时隙中去（如图1所示）。接收端在按约定的时隙对各点进行取样，并以取样时刻测定的信号幅度和判别门限电平进行比较，以此作为依据进行判决，来导出原脉冲的消息。若相邻脉冲的拖尾相加超过判别门限电平，则会使发送的“0”判为“1”。实际中可能出现好几个邻近脉冲的拖尾叠加，这种脉冲重叠，并在接收端造成判决困难的现象叫做码间干扰。 因此可以看出，传输基带信号受到约束的主要因素是系统的频率特性。当然可以有意地加宽传输频带使这种干扰减小到任意程度。然而这会导致不必要地浪费带宽。如果展宽得太多还会将过大的噪声引入系统。因此应该探索另外的代替途径，即通过设计信号波形，或采用合适的传输滤波器，以便在最小传输带宽的条件下大大减小或消除这种干扰。 奈奎斯特等人研究了以上的情况，提出了数字信号传输的无失真条件，称为奈奎斯特第一准则。其内容是，当数字信号序列通过某一信道传输时，如信号传输速率B b=2B c(B c为信道物理带宽)，各码元的间隔T=1/2B c，该数字序列就可以做到无码间干扰传输了。这时B c=1/2T称为奈奎斯特带宽，T 称为奈奎斯特间隔。 上面说过任何一个传输信道的带宽 都时有限的，它的特性相当于一个低通 滤波器。理想的低通滤波器的冲击响应 为sinωc t/ωc t，其波形如图2b所示。 如果传输的是二元数码序列，其频带利 用率为B b/B c=2bit/s/Hz(式中R b为传输 码率，单位bps，B C是奈奎斯特带宽)。 如果序列为n进制信号，则频带利用率为2log2n bit/s/Hz（如16QAM 24＝16所以是4进制的、64QAM 26＝64所以是6进制的）。 奈奎斯特第一准则本质上是取样值无失真条件，它给我们指出了无码间干扰和充分利用频带的基本关系。同时说明信号经传输后，虽然整个波形会发生了变化，但只要取样值保持不变，那么再次取样的方法（即再生判决）仍然可以准确无误地恢复原始信号，为此，采用理想低通响应波形作接收是

数字信号处理知识点总结

《数字信号处理》辅导 一、离散时间信号和系统的时域分析 （一） 离散时间信号 （1）基本概念 信号：信号传递信息的函数也是独立变量的函数，这个变量可以是时间、空间位置等。 连续信号：在某个时间区间，除有限间断点外所有瞬时均有确定值。 模拟信号：是连续信号的特例。时间和幅度均连续。 离散信号：时间上不连续，幅度连续。常见离散信号——序列。 数字信号：幅度量化，时间和幅度均不连续。 （2）基本序列（课本第7——10页） 1）单位脉冲序列 1,0()0,0n n n δ=?=?≠? 2）单位阶跃序列 1,0 ()0,0n u n n ≥?=?≤? 3）矩形序列 1,01 ()0,0,N n N R n n n N ≤≤-?=?<≥? 4）实指数序列 ()n a u n 5）正弦序列 0()sin()x n A n ωθ=+ 6）复指数序列 ()j n n x n e e ωσ= （3）周期序列 1）定义：对于序列()x n ，若存在正整数N 使()(),x n x n N n =+-∞<<∞ 则称()x n 为周期序列，记为()x n ，N 为其周期。 注意正弦周期序列周期性的判定（课本第10页） 2）周期序列的表示方法： a.主值区间表示法 b.模N 表示法 3）周期延拓 设()x n 为N 点非周期序列，以周期序列L 对作()x n 无限次移位相加，即可得到周期序列()x n ，即 ()()i x n x n iL ∞ =-∞ = -∑ 当L N ≥时，()()()N x n x n R n = 当L N <时，()()()N x n x n R n ≠ （4）序列的分解 序列共轭对称分解定理：对于任意给定的整数M ，任何序列()x n 都可以分解成关于/2c M =共轭对称的序列()e x n 和共轭反对称的序列()o x n 之和，即

数字信号平均模拟实验(10-5)

1 近代物理实验补充教材 10.5 数字信号平均模拟实验 平均技术是微弱信号检测的常见手段之一。它利用时域的取样和同步积累方法，恢复被噪声埋没的周期重复的微弱信号。按照信号处理方式的不同，平均技术可以分为采用模拟电路的取样积分和采用计算机处理的数字信号平均两种方式。采用取样平均方法的BOXCAR 积分器的教学实验已经在很多高校使用。数字信号平均技术在许多专用的设备中（例如脉冲式核磁共振谱仪）中应用广泛，而相应的教学实验并不多见。本实验采用C(C++)语言编程,进行数字信号的计算机仿真实验。 1 实验原理 噪声，指的是干扰测量信号的各种电扰动。通常包括两类： A.系统内部热噪声；B.环境的杂散电波干扰。噪声一般是随机的。信号是有规律的，能够重复的，后续信号与早先信号是有关联的，可以用一个时间函数来描述它的规律性。噪声和信号叠加在一起，会干扰信号，使信号失真。 信号取样平均技术可抑制噪声的干扰。取样过程中的有用信号，一般来说是周期性重复的，经多次取样积累有加强的性质，对噪声来说具有减弱的趋势。设信号与噪声混合表示为[1]： )()()(t N t S t f += 式中)(t S 为周期信号，)(t N 为噪声。被测信号)(t f 是信号与噪声的合成。实验中多点平均每隔T 秒全部取样一次，其中第k 点（全部取样点的任一点）的第i 次取样值为： )()()(T i t N T i t S T i t f k k k *++*+=*+ 将此取样值与相同点的前)1(-i 次取样值作线性累加。经过m 次的重复后，第k 点信号的积累值为： ∑=*+m i k T i t f 1 )()= ∑=*+m i k T i t S 1 )( +∑=*+m i k T i t N 1 )( 其中噪声： ∑=*+m i k T i t N 1 )(= )(t N m * 式中)(t N 为噪声的有效值。 对于周期信号来说，由于是在同步状态下取样，因此经过m 次积累为： ∑=*+m i k T i t S 1 )( =)(T i S m ** 经过m 次的重复后，信噪比为改善为：SNIR=m

信号与系统试题及答案

模拟试题一及答案 一、（共20分，每小题5分）计算题 1.应用冲激函数的性质，求表示式25()t t dt δ∞ -∞?的值。 2．一个线性时不变系统，在激励)(1t e 作用下的响应为)(1t r ，激励)(2t e 作用下的响应为)(2t r ，试求在激励1122()()D e t D e t +下系统的响应。 （假定起始时刻系统无储能）。 3．有一LTI 系统，当激励)()(1t u t x =时，响应)(6)(1t u e t y t α-=,试求当激励())(23)(2t t tu t x δ+=时，响应)(2t y 的表示式。（假定起始时刻系统无储能）。 4．试绘出时间函数)]1()([--t u t u t 的波形图。 二、（15分，第一问10分，第二问5分）已知某系统的系统函数为25 ()32 s H s s s +=++，试 求（1）判断该系统的稳定性。（2）该系统为无失真传输系统吗？ 三、（10分）已知周期信号f (t )的波形如下图所示，求f (t )的傅里叶变换F (ω)。 四、（15分）已知系统如下图所示，当0

1)0('=-f 。试求： （1）系统零状态响应；（2）写出系统函数，并作系统函数的极零图；（3）判断该系统是否为全通系统。 六． （15分，每问5分）已知系统的系统函数()2 105 2+++=s s s s H ，试求：（1）画出直 接形式的系统流图；（2）系统的状态方程；（3）系统的输出方程。 一、（共20分，每小题5分）计算题 1.解:25()500t t dt δ∞ -∞=?=? 2．解: 系统的输出为1122()()D r t D r t + 3．解: ()()t t u t u t dt -∞?=?， ()()d t u t dx δ= ，该系统为LTI 系统。 故在()t u t ?激励下的响应126()6()(1)t t t y t e u t dt e ααα ---∞ =?=--? 在()t δ激励下的响应2 2 ()(6())6()6()t t d y t e u t e u t t dx αααδ--==-+ 在3()2()tu t t δ+激励下的响应1818 ()12()12()t t y t e e u t t αααδαα --=--+。 4 二、（10分）解:（1） 21255 ()32(2)(1)1,s s H s s s s s s s ++= = ++++∴=-=-2,位于复平面的左半平面 所以,系统稳定. (2) 由于6 ()(3)4) j H j j j ωωωω+= ≠+常数＋（，不符合无失真传输的条件，所以该系统不能对 输入信号进行无失真传输。 三、（10分）

实验2 常见数字信号的产生与显示

实验2 常见数字信号的产生与显示 1.实验目的 复习MATLAB的使用方法和基本功能；熟悉单位冲激序列、单位阶跃序列、矩形序列和指数序列等常用序列的产生；掌握利用MATLAB画图函数显示信号波形的方法。 2.实例分析 2.1 常用离散序列的产生和图形显示 例1.1产生单位冲激序列 10 () 00 n n n δ = ? =? ≠ ? 在MATLAB中，函数zeros(1,N)产生一个N个零的行向量，利用它可以实现在有限区间上的单位冲激序列。按照之前学习过的MATLAB编程方法，将下列指令编辑到“exlimp.m”文件中。 % exe1imp.m 利用zeros(1,N)产生单位冲激序列 clear;%清除空间变量 clc;%清除屏幕 n=-49:49; %定义横坐标轴 x=zeros(1,99); %MATLAB中数组下标从1开始 x(50)=1; close all;%关闭所有窗口 stem(n,x); %绘制离散序列数据 title('单位冲激序列'); 运行“exe1imp.m”文件将产生如图1-1所示的序列。 例1.2产生单位阶跃序列 10 () 00 n u n n ≥ ? =? < ? 在MATLAB中，函数ones(1,N)产生一个N个1的行向量，利用它可以实现在有限区间上的单位阶跃序列。同样，将下列指令编辑到“exe1step.m”文件中。 % exe1step.m 利用ones(1,N)产生单位阶跃序列 n=-49:49; %定义横坐标 x=ones(1,99); % MATLAB中数组下标从1开始 x(1:49)=0;

close all; stem(n,x); %绘制离散序列数据 title('单位阶跃信号序列'); 运行“exe1step.m”文件将产生如图1-2所示的序列。 图2-1 单位冲激序列 图2-2 单位阶跃序列 例1.3产生矩形序列 101 () N n N R n else ≤≤- ? =? ?

通信原理历年试题与答案

作业题 1．写出数字和模拟通信系统有效性和可靠性的衡量标准，若某调制解调器的波特率为1200 baud，求该调制解调器的比特率。 2．信息量的单位是什么，若某独立信源符号集的概率为{P(xi),i=1,2,…,L}，无记忆离散信道的转移矩阵为P(yj/xi)，求信宿符号集的概率{Pyj),j=1,…,M}和互信息量I(xi,yj)和平均互信息量I(X,Y)。 3．N个符号的离散信源{P(xi),i=1,2,…N}，求其熵，什么情况下该熵最大。 4．求N个符号集{P(xi)}，{P(yi)}之间的 I(yj/xi), I(xi/yj), I(xiyj), H(Y/X),H(X/Y),H(XY) 5. 写出香农信道容量公式，并解释其四个物理意义，证明最大带宽条件下，最小容量1bit/s时的无误传输最低信噪比S/n0=-1.6dB。 6. 求的频谱，并求的频谱。

7. 画出相干调制与相干解调的原理框图，并写出时域和频域调制信号和解调信号的表达式，希尔伯特率滤波器的幅频特性和相频特性是什么。 8. 采用什么办法，才能用包络检波对双边带抑制载波调制信号实现解调。 9. 残留边带无失真解调的互补特性条件是什么？ 10. 什么是信噪比增益？试说明解调器的抗噪声性能与信噪比增益的关系？ 什么叫门限效应？ 2001年试题 二、问答与计算题 1、单路语音信号经8KHz抽样，每样值8比特编码后，用QPSK调制传输。 （1）调制器输入信息速率和输出波特率各为多少？ （2）调制后信号所需要的最小传输带宽为多少？ （3）如果在上述系统中进一步采用（15，11）分组码作为纠错编码，传输时采用滚降系数为0.5的升余弦基带信号，则调制后信号的带宽又为多少？ （4）画出（3）中系统的发送端方框图？

无失真传输系统实验报告

信号与系统实验报告实验题目实验六无失真传输系统日期0学号2班级姓名杨智超13级光电子班组别 【实验目的】 1、了解无失真传输的概念。 2、了解无失真传输的条件。 【实验器材】 1、20MHz 双踪示波器一台。 2、信号与系统实验箱一台。 3、系统频域与复域分析模块一块。 【实验原理】 1、一般情况下，系统的响应波形和激励波形不相同，信号在传输过程中将产生失真。 线性系统引起的信号失真有两方面因素造成，一是系统对信号中各频率分量幅度产生不同程度的衰减，使响应各频率分量的相对幅度产生变化，引起幅度失真。另一是系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比，使响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化，引起相位失真。线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。而对于非线性系统则由于其非线性特性对于所传输信号产生非线性失真，非线性失真可能产生新的频率分量。所谓无失真是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变 化。设激励信号为，响应信号为，无失真传输的条件是 （1） 式中K是一常数，为滞后时间。满足此条件时，波形是波形经时间的滞后，虽然，幅度方面有系数K倍的变化，但波形形状不变。 2、对实现无失真传输，对系统函数应提出怎样的要求？

与的傅立叶变换式分别为。借助傅立叶变换的延时定理，从设与）可以写出式（1 ）2（ 此外还有 （3） 所以，为满足无失真传输应有 ）（4）式就是对于系统的频率响应特性提出的无失真传输条件。欲使信号在通过线性系统（4时不产生任何失真，必须在信号的全部频带内，要求系统频率响应的幅度特性是一常数，相位特性是一通过原点的直线。． 图 1 无失真传输系统的幅度和相位特性 （采用示波器的衰减电路）、本实验箱设计的电路图：3 图 2 示波器衰减电路 计算如右： 如果 是常数, （6则）

数字信号复习提纲

第1-4章复习题 1、虚指数序列 x [k ]= e jωk 不一定为周期序列；而连续虚指数信号x (t )= e jωt 必是周期信号。 2、线性卷积[][][]n y k x n h k n ∞ =-∞ = -∑ 例题： x[k]非零范围为N 1≤ k ≤ N 2，h[k]的非零范围为N 3≤ k ≤ N 4，求：y[k]=x[k]* h[k]的非零范围。 解答：N 1+N 3≤ k ≤ N 2+N 4 解析：两个序列卷积时，卷积所得序列的起点等于两个序列起点之和，终点等于两个序列的终点之和，序列长度等于两个序列的长度之和减1。 3、互相关[][][]xy k r n x k y k n ∞ =-∞ = +∑ ，自相关[][][]x k r n x k x k n ∞ =-∞ = +∑ r xy [n ]=x [-n ] * y [n ] r x [n ]= x [-n ] * x [n ] 4、离散LTI 系统因果性：h[k]=0，k<0 离散LTI 系统稳定性：[]k h k S ∞ =-∞ =<∞∑ 5、DTFT ：()[]j j k k X e x k e ∞ Ω-Ω=-∞ = ∑ IDTFT ：2π1 []()d 2πj j k x k X e e ΩΩ<> =Ω? 6、已知x [k ]为一有限长序列且[]{2,1,1,0,3,2,0,3,4}x k ↓ =---，不计算x [k ]的DTFT X (e jω)，试直接确定下列表达式的值。 （1）6 02 ()[]0j k X e x k =-= =∑ （2）6π2 ()(1)[]0j k k X e x k =-=-=∑ （3）π π ()d 2π[0]2πj X e x Ω-Ω==-? （4）6 π 2 2 π2 ()d 2π[]88πj k X e x k Ω -=-Ω==∑? （5） 2 6 π 22π 2 d () d 2π[]1780πd j k X e k x k Ω -=-Ω==Ω∑? 7、单频信号通过LTI 系统的响应 LTI ()j k j k j e e H e ΩΩΩ??→

通信原理考题

习题课 一、思考 1.什么是通信？数字通信的优缺点是什么？ 2.衡量通信系统的主要性能指标是什么？ 3.何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何? 4.什么是狭义信道？什么是广义信道？ 5.在广义信道中，调制信道和编码信道的关系？ 6.信道无失真传输的条件是什么？ 7.恒参信道的主要特性有哪些？对所传信号有何影响？如何改善？ 8.随参信道的主要特性有哪些？对所传信号有何影响？如何改善？ 9.什么是相关带宽？相关带宽对于随参信道信号传输具有什么意 义？ 10.高斯型白噪声的概率密度函数，功率谱密度函数？ 11.窄带高斯噪声的包络和相位各服从什么分布？ 12.正弦波加窄带高斯噪声的合成波包络服从什么概率分布？ 13.信道容量是如何定义的？ 二、习题 1、设英文字母E出现的概率=0.105，X出现的概率为＝0.002，试求E和X的信息量各为多少？ 2、某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成，设每个符号独立出现，其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，试求该信息源输出符号的平均信息量。

3、在强干扰环境下，某电台在5分钟内共接收到正确信息量为200Mb，假定系统信息速率为 1200kb/s。 （l）试问系统误信率=？ （2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，值是否改变？ （3）若假定信号为四进制信号，系统传输速率为1200kB，则＝？ 4、设某恒参信道的传递函数，和都是常数。试确定信号通过该信道后的输出 信号的时域表达式，并讨论信号有无失真？ 5、某恒参信道的传输函数为，其中，和为常数，试确定信号通过后 的输出信号表示式，并讨论有无失真。 6、已知有线电话信道的传输带宽为3.4KHz： （1）试求信道输出信噪比为30dB时的信道容量； （2）若要求在该信道中传输33.6kb/s的数据，试求接收端要求的最小信噪比为多少？ 7、具有6.5MHz带宽的某高斯信道，若信道中信号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz，试 求其信道容量。

数字信号报告汇总

西安邮电大学 通信与信息工程学院 数字信号处理实验报告 专业班级： 信息工程1403班 学生姓名： 赵名扬 学号(班内序号): 03144078（08） 实验日期： 2016 年 6 月 30日 —————————————————————————— 装 订 线———————————————————————————————— 报告份数： 实验总成绩：

摘要 随着信息技术的迅猛发展，数字信号处理已成为一个极其重要的学科和技术领域。在通信、语音、图像、自动控制和家用电器等众多领域得到了广泛的应用。本次实验应用matlab软件进行编程，掌握各种信号的建模方式，加深对FTT的理解，学习了重叠相加法等知识。通过老师和同学的帮助得到实验结果。 关键词：数字信号，matlab，学到了很多知识 英文摘要 With the rapid development of information technology, digital signal processing has become an extremely important subject and technology field. It has been widely used in many fields such as communication, voice, image, automatic control, home appliances and so on. The experimental application of MATLAB software programming, master a variety of signal modeling methods, to deepen the understanding of FTT, learning the overlap phase addition and other knowledge. Through the help of teachers and students to get the results of the experiment. Key word：digital signal matlab Learned a lot of knowledge 引言：《数字信号处理》是我们专业的一门重要的专业基础课程，主要任 务是研究数字信号处理理论的基本概念和基本分析方法，通过建立数学模型和适当的数学分析处理，来展示这些理论和方法的实际应用。我们学习了脉冲响应不变法和双线性变换法设计IIR数字滤波器的原理和方法，各种信号的图形表示方法等知识。通过本门课的学习，使我对随机数字信号处理的技术和方法有了进一步的了解，加深了对基本理论和概念的领悟程度，课程所涉及到的很多算法和思想对我个人的研究方向有很大的启发。

(完整版)通信原理期末考试复习题及答案

通信原理期末考试复习题及答案 一、填空题 1. 数字通信系统的有效性用 衡量，可靠性用 衡量。 2. 模拟信号是指信号的参量可 取值的信号，数字信号是指信号的参量可 取值的信号。 3. 广义平均随机过程的数学期望、方差与 无关，自相关函数只与 有关。 4. 一个均值为零方差为2n σ的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从 分布，相 位的一维分布服从 分布。 5. 当无信号时，加性噪声是否存在？ 乘性噪声是否存在？ 。 6. 信道容量是指： ，香农公式可表示为：2e 。 7. 设调制信号为f （t ）载波为 ，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为 t t f c ωcos )(，频域表达式为)]()([2 1 c c F F ωωωω-++。 8. 对最高频率为f H 的调制信号m （t ）分别进行AM 、DSB 、SSB 调制，相应已调信号的带宽分别为 2f H 、 2f H 、 f H 。 9. 设系统带宽为W ，则该系统无码间干扰时最高传码率为 波特。 10. PSK 是用码元载波的 来传输信息，DSP 是用前后码元载波的 来传输信息，它可克服PSK 的相位模糊缺点。 11. 在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的 ，二是传输中叠加的 。 12. 非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A 律对数压缩特性采用 折线近似，μ律对数压缩特性采用 折线近似。 13. 通信系统的两个主要性能指标是 和 。 14. 时分复用中，将低次群合并成高次群的过程称为 ；反之，将高次群分解为低次群的过程称为 。 15. 设输入码元波形为s (t )，其持续时间0~T s ，其频谱函数为S (f )，若选择抽样时刻

数字信号的基础知识

数字信号得基础知识 在人们生存得社会环境中,有各种各样得信号,这些信号有得以电得形式出现,有得以声、光、磁、力等得形式出现。目前在信号处理方面以电信号得处理最为方便,技术上也最为成熟。研究电信号得产生与处理得技术就就是电子技术。 电子技术分为两大部分,其一就是模拟电子技术,其二就是数字电子技术。本课程研究得就就是数字电子技术部分。电子技术研究得对象就是载有信息得电信号,以下简称为信号。在电子技术中会遇到多种电信号,按其特点可以将这些信号分为两大类,即模拟信号与数字信号。 1.1.1 数字信号与模拟信号 模拟信号就是指:物理量得变化在时间上与幅度上都就是连续得。把表示模拟量得信号称为模拟信号,并把工作在模拟信号下得电路称为模拟电路。声音、温度、速度等都就是模拟信号。图1-1就就是模拟信号得例子,正弦波信号就是典型得模拟信号。 图1-1模拟信号 数字信号就是指:物理量得变化在时间上与数值(幅度)上都就是不连续(或称为离散)得。把表示数字量得信号称为数字信号,并把工作在数字信号下得电路称为数字电路。十字路口得交通信号灯、数字式电子仪表、自动生产线上产品数量得统计等都就是数字信号。图1-2就就是数字信号得例子,矩形波信号就是典型得数字信号。

图1-2 数字信号 由图1-2可以瞧出,数字信号得特点就是:突变与不连续。数字电路中得波形都就是这类不连续得波形,通常这类波形又称为脉冲。 1.1.2 数字电路得特点 数字电路处理得信号包括反映数值大小得数字量信号与反映事物因果关系得逻辑量信号,它们 就是在时间与数值上都不连续变化得离散信号,在数字电路中用高、低电平表示,在运算中则用“0”与“1”来表示,因此数字电路具有以下特点。 ①数字电路所研究得问题就是输入得高、低电平与输出得高、低电平之间得因果关系,称为逻辑关系。 ②研究数字电路逻辑关系得主要工具就是逻辑代数。在数字电路中,输入信号也称为输入变量,输出信号称为输出变量,也称逻辑函数,它们均为二值量,非“0”即“1”。逻辑函数为二值函数,逻辑代数概括了二值函数得表示方式、运算规律及变换规律。 ③由于数字电路得输入与输出变量都只有两种状态,因此组成数字电路得半导体器件绝大多数工作在开关状态。当它们导通时相当于开关闭合,当它们截止时相当于开关断开。 ④数字电路不仅可以对信号进行算术运算,而且还能够进行逻辑判断,即具有一定得逻辑运 算能力,这就使它能在数字计算机、数字控制、数据采集与处理及数字通信等领域中获得广泛得应用。 ⑤因为数字电路得主要研究对象就是电路得输入与输出之间得逻辑关系,所以,数字电路也 称为逻辑电路。它得一套分析方法也与模拟电路不同,采用得就是逻辑代数、真值表、卡诺图、特性方程、状态转换图与时序波形图等。 随着电子工业得飞速发展,数字电路得集成度越来越高,正以功能齐全、价格低廉、可靠性高而被广泛地应用于国民经济得各个领域。 1、1、3 脉冲得基本知识 1.描述脉冲得几个名词 (1)对于脉冲得波形而言,有脉冲得上升沿(正边沿)与脉冲得下降沿(负边沿)。脉冲波形由低电

实验四 无失真传输系统仿真

实验四 无失真传输系统仿真 一、实验目的 在掌握相关基础知识的基础上，学会自己设计实验，学会运用MATLAB 语言编程，并具有进行信号分析的能力。在本实验中学会利用所学方法，加深了角和掌握无失真的概念和条件。 二、实验内容 （1）一般情况下，系统的响应波形和激励波形不相同，信号在传输过程中将产生失真。 线性系统引起的信号失真有两方面因素造成，一是系统对信号中各频率分量幅度产生不同程度的衰减，使响应各频率分量的相对幅度产生变化，引起幅度失真。另一是系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比，使响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化，引起相位失真。 线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。而对于非线性系统则由于其非线性特性对于所传输信号产生非线性失真，非线性失真可能产生新的频率分量。 所谓无失真是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变化。设激励信号为)(t e ，响应信号为)(t r ，无失真传输的条件是 )()(0t t Ke t r -= （4-1） 式中K 是一常数，0t 为滞后时间。满足此条件时，)(t r 波形是)(t e 波形经0t 时间的滞后，虽然，幅度方面有系数K 倍的变化，但波形形状不变。 （2）要实现无失真传输，对系统函数)(ωj H 应提出怎样的要求？ 设)(t r 与)(t e 的傅立叶变换式分别为)()(ωωj E j R 与。借助傅立叶变换的延时定理，从式（4-1）可以写出 0)()(t j e j KE j R ωωω-= （4-2） 此外还有 )()()(ωωωj E j H j R = （4-3） 所以，为满足无失真传输应有 0)(t j Ke j H ωω-= （4-4） （4-4）式就是对于系统的频率响应特性提出的无失真传输条件。欲使信号在通过线性系统时不产生任何失真，必须在信号的全部频带内，要求系统频率响应的幅度特性是一常数，相位特性是一通过原点的直线。 三、实验任务

通信原理课后习题答案

1-1 什么是通信？常见的通信方式有哪些？ 1-2 通信系统是如何分类的？ 1-3 何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？ 1-4 试画出模拟通信系统的模型，并简要说明各部分的作用。 1-5 试画出数字通信系统的一般模型，并简要说明各部分的作用。 1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么？对于数字通信具体用什么来表述？ 1-7 何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何? 习题 1-1 设英文字母E出现的概率=，X出现的概率为＝，试求E和X的信息量各为多少？ 1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成，设每个符号独立出现，其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，试求该信息源输出符号的平均信息量。 1-3 设一数字传输系统传送二进制信号，码元速率RB2=2400B，试求该系统的信息速率Rb2=？若该系统改为传送16进制信号，码元速率不变，则此时的系统信息速率为多少？ 1-4 已知某数字传输系统传送八进制信号，信息速率为3600b/s，试问码元速率应为多少？ 1-5 已知二进制信号的传输速率为4800b/s，试问变换成四进制和八进制数字信号时的传输速率各为多少（码元速率不变）？ 1-6 已知某系统的码元速率为3600kB，接收端在l小时内共收到1296个错误码元，试求系统的误码率=？ 1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s，接收端在小时内共收到216个错误码元，试计算该系统=？ l-8 在强干扰环境下，某电台在5分钟内共接收到正确信息量为355Mb，假定系统信息速率为1200kb/s。

（l）试问系统误信率=？ （2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，值是否改变？为什么？（3）若假定信号为四进制信号，系统传输速率为1200kB，则＝？ 习题答案 第一章习题答案 1-1 解： 1-2 解： 1-3 解： 1-4 解： 1-5 解：

数字信号处理试卷答案

装 订 线 汕头大学 2008-2009学年秋季学期《数字信号处理》期末考试试卷 开课单位 电子工程系 任课老师 评 卷 人 学生姓名 学号 所在开课班5329,5336所在系/院电子系/工学院 一、填空题 (20%) 1. 在时域对模拟信号进行理想抽样，理想抽样信号的频谱是原模拟信号频谱的 以fs 为周期进行周期化拓宽_________________(2%)。 2. 从理想抽样信号能够不失真地还原出被抽样的模拟信号，则抽样频率必须__ 大于等于两倍的信号最高频率__________________________________，这就是时域抽样定理(2%)。 3. 若模拟信号的频谱不是严格带限的，为了减轻抽样后信号频谱的混叠，工程 上通常在对模拟信号抽样前进行__模拟预先抗混________________滤波处理(2%)。该模拟滤波器的截止频率(cutoff frequency)应___大于_____采样频率一半___________________(2%)。 4. 抽样信号经____ADC____________________(2%)得到数字信号，理论上已经 证明数字信号每增加1比特(bit)，信噪比(SNR)约有____6dB_________的提高(2%)。 5. 数字信号经DAC 阶梯重建输出信号的频谱与理想重建输出信号的频谱相 比，在奈奎斯特区间(Nyquist Interval)有用信号的频谱（中心频谱）产生了 _____滚顶（rolloff ）_____________畸变(2%)；在奈奎斯特区间外有害的__高频影像_____________频谱没有得到充分的抑制(2%)，工程上通常采用_____光滑低通去影像____________滤波器对其进行进一步抑制(2%)。 6. 有限长序列的N 点DFT 是该序列z 变换在______单位圆_____________上的 N 点等间隔取样结果(2%)。 二、(35%) 一模拟信号()()()()0.5cos 0.6cos 20.25cos 10a x t t t t πππ=++，t 以ms 为单位。 1. 若理论上能够从该信号的理想抽样不失真地重建出原信号()a x t ，回答抽样 频率s f 必须满足的条件(3%)。fs >=2fmax=【10*pi/(2*pi)】*2=10khz 2. 当抽样频率20kHz s f =时，利用DTFT 算法，若要达到物理分辨率为20Hz ，求最小采样点数(3%)。Δf >=fs/L,故L >=fs/Δf=20000/20=1000 3. 同样当抽样频率20kHz s f =时，利用海明窗对采集到的信号进行处理，若要达到物理分辨率也为20Hz ，求最小采样点数(3%)。Δf >=2fs/L,故L >=2fs/Δf=20000/20=2000 4. 当采集到的信号[]()/a s x n x n f =长度L ＝1000时，简述两种结果完全相同的 512点DFT 算法，写出相应的计算公式(6%)，说明两种算法各自的计算量(3%)。

数字信号处理作业

一、请按步骤完成下列要求 1、已知信号t e t x1000 )(- =，分别用F S=5000、1000对信号进行采样，请画出信号采样后的波形以及频谱 2、已知x(n)=cos(0.48πn)+cos(0.52πn)，n：0-----9 （1）对信号做10点DFT，并画出信号频谱图 （2）为使信号频谱曲线光滑，该对原始信号怎样处理，请画出修改后的频谱图 （3）对原始信号做100点DFT，画出信号频谱图比较各图，分析结果 3、生成信号x(t)=0.5+3sin(2πf 1t)+0.5cos(2πf 2 t)+w(t),其中f 1 =5Hz，f 2 =200Hz，w(t) 为噪声信号，采样频率为1000Hz； （1）设计butterworth低通滤波器，通带边界频率100Hz，阻带边界频率150Hz，通带衰减为2dB，阻带衰减为30dB，画出滤波器的幅度谱以及相位谱，零极点图和单位脉冲响应图 （2）用上述滤波器对信号x(t)进行滤波，画出滤波后的信号波形 （3）分析原始信号以及滤波后信号频谱 二、无失真传输系统 1、实验目的 在掌握相关基础知识的基础上，学会自己设计实验，学会运用MATLAB语言编程，并具有进行信号分析的能力。在本实验中学会利用所学方法，加深了解和掌握无失真的概念和条件。 2、实验内容 -般情况下，系统的响应波形和激励波形不相同，信号在传输过程中将产生失真。 线性系统引起的信号失真由两方面因素造成，一是系统对信号中各频率分量幅度产生不同程度的衰减，使响应各频率分量的相对幅度产生变化，引起幅度失真。另一方面是系统对各频率分量产生的相移不与频率成正比，使响应的各频率分量在时间轴上的相对位置产生变化，引起相位失真。 线性系统的幅度失真与相位失真都不产生新的频率分量。而对于非线性系统则由于其非线性特性对于所传输信号产生非线性失真，因此非线性失真可能产生新的频率分量。 所谓无失真，是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现的时间不同，而无波形上的变化。设激励信号为e(t)，响应信号为r(t)，无失真传输的条件是

信号的采样与分析和无失真传输系统 3

渤海大学学生实验报告（理工类）课程名称：信号与系统实验开课实验室：信号与系统实验室

、离散时间信号可以从离散信号源获得，也可以从连续时间信号抽样而得。抽样信号 率。平移的频率等于抽样频率及其谐波频率、……。当抽样信号是周期性窄脉冲时，平移后的频率幅度按 但原信号得以恢复的条件是其中为最低抽样频率又称“奈奎斯特抽样率”。当 此即使

渤海大学学生实验报告用纸 ，响应信号为，无失真传输的条件是 是一常数，为滞后时间。满足此条件时，波形是波形经 倍的变化，但波形形状不变。 、对实现无失真传输，对系统函数应提出怎样的要求？ 设的傅立叶变换式分别为

是常数，

1ms/2V 抽样脉宽为30%以上抽样后的正弦波 3、改变抽样脉冲的频率为和，用导线将“抽样信号”和“低通输入”相连，用示波器测试测试钩“抽样恢复”，观察复原后的信号，比较其失真程度。 大于2B失真临界失真频率236Hz 、（对于要求高的学生可以进行以下实验）设计一定截至频率的低通滤波器，用于信号的抽样恢复。（可以参考第三章的实验六“模拟滤波器的设计”） 无失真传输系统： 、把系统复域与频域分析模块插在主板上，用导线接通此模块“电源接入”和主板上的电源（看清标识，防止接错，带保护电路），并打开此模块的电源开关。 2、打开函数信号发生器的电源开关，使其输出一方波信号，频率为1，峰峰值为，将其接入到此实验模块的输入端，用示波器的两个探头观察，一个接入到输入端，一个接入到输出

、改变信号源，采用的信号源可以从函数信号发生器引入，也可以从常用信号分类与观察引入各种信号，重复上述的操作，观察信号的失真和非失真的情况。

数字信号常用数学符号及一些数学式的读法

常用数学符号及一些数学式的读法 a half 或one half two thirds a quarter或 one quarter; a fourth或one fourth a tenth或one tenth a [ten] hundredth one over a thousand two hundred and thirty-four two and a half 0.1 (及.1 O point one 或 zero point one 或nought point one 0.045 decimal [point] nought four five three point nought three two six ,two six recurring 45.67 four five [forty-five] point six seven 0.001(及.001 O point O O one 或nought point nought nought one 或zero point zero zero one或point nought nought one plus ; positive minus ;negative plus or minus minus or plus (及multiplied by; times divided by = is equal to ;equals is identically equal to

(及is approximately equal to; approximately equals ( round brackets; parentheses [ ] square [angular] brackets { } braces intersection union is a member of set is a subset of ~ difference denotes an operation is equivalent to implies therefore because 或 imaginary 或 square root of -1 或 the imaginary cube roots of 1 pi; the ratio of the circumference of a circle to its diameter ,approx. 3.14159 或① the basic of natural logarithms ,approx. 2.71828 ②the eccentricity of a conic section to the base to the base 10 (即common logarithm 或to the base (即 natural logarithm或Naperian logarithm to factors; the th power of , to the power 或 the th root of, to the power one over

各种数字信号标准介绍

下面总结一下各电平标准。和新手以及有需要的人共享一下^_^. 现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等，还有一些速度比较高的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL等。下面简单介绍一下各自的供电电源、电平标准以及使用注意事项。 TTL：Transistor-Transistor Logic 三极管结构。 Vcc：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。 因为2.4V与5V之间还有很大空闲，对改善噪声容限并没什么好处，又会白白增大系统功耗，还会影响速度。所以后来就把一部分“砍”掉了。也就是后面的LVTTL。 LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low V oltage TTL)。 3.3V LVTTL： Vcc：3.3V；VOH>=2.4V；VOL<=0.4V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。 2.5V LVTTL： Vcc：2.5V；VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。 更低的LVTTL不常用就先不讲了。多用在处理器等高速芯片，使用时查看芯片手册就OK 了。 TTL使用注意：TTL电平一般过冲都会比较严重，可能在始端串22欧或33欧电阻；TTL 电平输入脚悬空时是内部认为是高电平。要下拉的话应用1k以下电阻下拉。TTL输出不能驱动CMOS输入。 CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS。 Vcc：5V；VOH>=4.45V；VOL<=0.5V；VIH>=3.5V；VIL<=1.5V。 相对TTL有了更大的噪声容限，输入阻抗远大于TTL输入阻抗。对应3.3V LVTTL，出现了LVCMOS，可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动。 3.3V LVCMOS： Vcc：3.3V；VOH>=3.2V；VOL<=0.1V；VIH>=2.0V；VIL<=0.7V。 2.5V LVCMOS： Vcc：2.5V；VOH>=2V；VOL<=0.1V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。 CMOS使用注意：CMOS结构内部寄生有可控硅结构，当输入或输入管脚高于VCC一定值(比如一些芯片是0.7V)时，电流足够大的话，可能引起闩锁效应，导致芯片的烧毁。 ECL：Emitter Coupled Logic 发射极耦合逻辑电路(差分结构) Vcc=0V；V ee：-5.2V；VOH=-0.88V；VOL=-1.72V；VIH=-1.24V；VIL=-1.36V。 速度快，驱动能力强，噪声小，很容易达到几百M的应用。但是功耗大，需要负电源。为简化电源，出现了PECL(ECL结构，改用正电压供电)和LVPECL。 PECL：Pseudo/Positive ECL Vcc=5V；VOH=4.12V；VOL=3.28V；VIH=3.78V；VIL=3.64V LVPELC：Low V oltage PECL