磁路和变压器ppt教学课件.ppt

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1、跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统电工电子技术基础电工电子技术基础跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第第3章章 磁路和变压器磁路和变压器n n3.1 磁路磁路n n3.2 变压器变压器n n简单磁路概念和分析方法简单磁路概念和分析方法n n变压器工作原理变压器工作原理学习要点学习要点跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.1 磁路磁路实际电路

2、中有大量电感元件的线圈中有铁心。实际电路中有大量电感元件的线圈中有铁心。线圈通电后铁心就构成磁路，磁路又影响电线圈通电后铁心就构成磁路，磁路又影响电路。因此电工技术不仅有电路问题，同时也路。因此电工技术不仅有电路问题，同时也有磁路问题。有磁路问题。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.1.1 磁路的基本物理量磁路的基本物理量1磁感应强度磁感应强度B 磁感应强度磁感应强度B是表示磁场内某点磁场强弱及是表示磁场内某点磁场强弱及方向的物理量。方向的物理量。B的大小等于通过垂直于磁场方的大小等于通过垂直于磁场方向单位

3、面积的磁力线数目，向单位面积的磁力线数目，B的方向用右手螺旋的方向用右手螺旋定则确定。单位是特斯拉定则确定。单位是特斯拉(T)。2磁通磁通 均匀磁场中磁通均匀磁场中磁通等于磁感应强度等于磁感应强度B与垂直与垂直于磁场方向的面积于磁场方向的面积S的乘积，单位是韦伯的乘积，单位是韦伯(Wb)。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3磁导率磁导率 磁导率磁导率表示物质的导磁性能，单位是亨表示物质的导磁性能，单位是亨/米米(H/m)。真空的磁导率真空的磁导率 非铁磁物质的磁导率与真空极为接近，非铁磁物质的磁导率与真空极为

4、接近，铁磁物质的磁导率远大于真空的磁导率。铁磁物质的磁导率远大于真空的磁导率。相对磁导率相对磁导率r：物质磁导率与真空磁导物质磁导率与真空磁导率的比值。非铁磁物质率的比值。非铁磁物质r近似为近似为1，铁磁物，铁磁物质的质的r远大于远大于1。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4磁场强度磁场强度H 磁场强度只与产生磁场的电流以及磁场强度只与产生磁场的电流以及这些电流分布有关，而与磁介质的磁导这些电流分布有关，而与磁介质的磁导率无关，单位是安米（率无关，单位是安米（Am）。）。是是为了简化计算而引入的辅助物理量。为

5、了简化计算而引入的辅助物理量。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.1.2 磁场的基本定律磁场的基本定律1安培环路定律安培环路定律 计算电流代数和时，与绕行方向符合右计算电流代数和时，与绕行方向符合右手螺旋定则的电流取正号，反之取负号。手螺旋定则的电流取正号，反之取负号。若闭合回路上各点的磁场强度相等且其若闭合回路上各点的磁场强度相等且其方向与闭合回路的切线方向一致，则：方向与闭合回路的切线方向一致，则：跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种

6、得分类型的系统2磁路欧姆定律磁路欧姆定律 称为磁阻，表示磁路对磁称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用。通的阻碍作用。因铁磁物质的磁阻因铁磁物质的磁阻Rm不是常数，它不是常数，它会随励磁电流会随励磁电流I的改变而改变，因而通常的改变而改变，因而通常不能用磁路的欧姆定律直接计算，但可不能用磁路的欧姆定律直接计算，但可以用于定性分析很多磁路问题。以用于定性分析很多磁路问题。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3电磁感应定律电磁感应定律 跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比

7、赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.1.3 铁磁材料的磁性能铁磁材料的磁性能高高导导磁磁性性：磁磁导导率率可可达达102104，由由铁铁磁磁材材料料组组成成的的磁磁路路磁磁阻阻很很小小，在在线线圈圈中中通通入入较较小的电流即可获得较大的磁通小的电流即可获得较大的磁通。磁磁饱饱和和性性：B不不会会随随H的的增增强强而而无无限限增增强强，H增大到一定值时，增大到一定值时，B不能继续增强。不能继续增强。磁磁滞滞性性：铁铁心心线线圈圈中中通通过过交交变变电电流流时时，H的的大大小小和和方方向向都都会会改改变变，铁铁心心在在交交变变磁磁场场中中反反复复磁磁化化，在在反反复复磁磁化化的的过过程程中中，

8、B的的变变化化总是滞后于总是滞后于H的变化。的变化。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统铁磁材料的类型：铁磁材料的类型：软磁材料软磁材料：磁导率高，磁滞特性不明显，矫顽：磁导率高，磁滞特性不明显，矫顽力和剩磁都小，磁滞回线较窄，磁滞损耗小。力和剩磁都小，磁滞回线较窄，磁滞损耗小。硬磁材料硬磁材料：剩磁和矫顽力均较大，磁滞性明显，：剩磁和矫顽力均较大，磁滞性明显，磁滞回线较宽。磁滞回线较宽。矩磁材料矩磁材料：只要受较小的外磁场作用就能磁化：只要受较小的外磁场作用就能磁化到饱和，当外磁场去掉，磁性仍保持，磁滞回到饱

9、和，当外磁场去掉，磁性仍保持，磁滞回线几乎成矩形。线几乎成矩形。磁磁化化曲曲线线磁磁滞滞回回线线跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 设线圈的电阻为设线圈的电阻为R，主主磁电动势为磁电动势为e和漏感电动势为和漏感电动势为e，由由KVL，有：有：3.1.4 交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路e 的有效值为：的有效值为：1电压、电流和磁通的关系电压、电流和磁通的关系跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统写成相量形式写成相量形式：设漏磁电

10、感为设漏磁电感为L，则：则：跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2功率损耗功率损耗3等效电路等效电路 图中图中X0是反是反映线圈能量储放映线圈能量储放的等效感抗。的等效感抗。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.2 变压器变压器3.2.1 变压器的工作原理变压器的工作原理 原原绕绕组组匝匝数数为为N1，电电压

11、压u1，电电流流i1，主主磁磁电电动动势势e1，漏漏磁磁电电动动势势e1；副副绕绕组组匝匝数数为为N2，电电压压u2，电电流流i2，主主磁磁电电动动势势e2，漏漏磁磁电动势电动势e2。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1电压变换电压变换原绕组的电压方程：原绕组的电压方程：副绕组的电压方程：副绕组的电压方程：忽略电阻忽略电阻R1和漏抗和漏抗X1的电压，则：的电压，则：k称为变压器的变比。称为变压器的变比。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得

12、分类型的系统跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统三相变压器的两种接法及电压的变换关系三相变压器的两种接法及电压的变换关系跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2电流变换电流变换 由由U1E1=4.44N1fm可可知知，U1和和f不不变变时时，E1和和m也也都都基基本本不不变变。因因此此，有有负负载载时时产产生生主主磁磁通通的的原原、副副绕绕组组的的合合成成磁磁动动势势（i1N1+i2N2）和和空空载载时时产产生生主主磁磁通通的的原

13、原绕绕组组的磁动势的磁动势i0N1基本相等，即：基本相等，即：空载电流空载电流i0很小，可忽略不计。很小，可忽略不计。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3阻抗变换阻抗变换 设接在变压器副绕组的负载阻抗设接在变压器副绕组的负载阻抗Z的模为的模为|Z|，则：则：Z反映到原绕组的阻抗模反映到原绕组的阻抗模|Z|为：为：跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮

14、球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.2.2 变压器的使用变压器的使用1外特性外特性 电电压压变变化化率率反反映映电电压压U2的的变变化化程程度度。通通常常希希望望U2的的变变动动愈愈小小愈愈好好，一一般般变变压压器器的电压变化率约在的电压变化率约在5%左右。左右。2损耗与效率损耗与效率铁损铁损PFe包括磁滞损耗和涡流损耗。包括磁滞损耗和涡流损耗。损耗：损耗：铜损：铜损：跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统效率：效率：3额定值额定值 (1)额额定定电电压压UN：指指变变压压器器副副绕绕组组空空载载时时各各

15、绕组的电压。三相变压器是指线电压。绕组的电压。三相变压器是指线电压。(2)额额定定电电流流IN：指指允允许许绕绕组组长长时时间间连连续续工工作的线电流。作的线电流。(3)额额定定容容量量SN：在在额额定定工工作作条条件件下下变变压压器器的视在功率的视在功率。三相变压器：三相变压器：单相变压器：单相变压器：跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4变压器线圈极性的测定变压器线圈极性的测定(1)同极性端的标记同极性端的标记(2)同极性端的测定同极性端的测定毫安表的指针正偏毫安表的指针正偏1和和3是同极性端；反是同极性端

16、；反偏偏1和和4是同极性端。是同极性端。U13=U12U34时时1和和3是同是同极性端；极性端；U13=U12U34时时1和和4是同极性端。是同极性端。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3.2.3 特殊变压器特殊变压器1自耦变压器自耦变压器特点：副绕组是原绕组的一部分，原、副特点：副绕组是原绕组的一部分，原、副压绕组不但有磁的联系，也有电的联系。压绕组不但有磁的联系，也有电的联系。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统2仪用互感

17、仪用互感器器 (1)电电流流互互感感器器：原原绕绕组组线线径径较较粗粗，匝匝数数很很少少，与与被被测测电电路路负负载载串串联联；副副绕绕组组线线径径较较细细，匝匝数数很很多多，与与电电流流表表及及功功率率表表、电电度度表表、继继电电器器的的电电流流线线圈圈串串联联。用用于于将将大大电电流流变变换换为为小小电电流。使用时副绕组电路不允许开路。流。使用时副绕组电路不允许开路。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 (2)电电压压互互感感器器：电电压压互互感感器器的的原原绕绕组组匝匝数数很很多多，并并联联于于待待测测电

18、电路路两两端端；副副绕绕组组匝匝数数较较少少，与与电电压压表表及及电电度度表表、功功率率表表、继继电电器器的的电电压压线线圈圈并并联联。用用于于将将高高电电压压变变换成低电压。使用时副绕组不允许短路。换成低电压。使用时副绕组不允许短路。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统8.1 匹配滤波器匹配滤波器8.2 最小差错概率接收准则最小差错概率接收准则8.3 确知信号的最佳接收机确知信号的最佳接收机8.4 随相信号的最佳接收机随相信号的最佳接收机8.5 最佳接收机性能比较最佳接收机性能比较8.6 最佳基带传输系统最佳

19、基带传输系统 第第 8 章章 数字信号的最佳接收数字信号的最佳接收返回主目录跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统第第8章章 数字信号的最佳接收数字信号的最佳接收 在数字通信系统中，信道的传输特性和传输过程中噪声的存在是影响通信性能的两个主要因素。人们总是希望在一定的传输条件下，达到最好的传输性能，最佳接收就是在噪声干扰中如何有效地检测出信号。最佳接收就是在噪声干扰中如何有效地检测出信号。所谓最佳是在某种标准下系统性能达到最佳，最佳接收是个相对的概念，在某种准则下的最佳系统，在另外一种准则下就不一定是最佳的。在某

20、些特定条件下，几种最佳准则也可能是等价的。在数字通信中，最常采用的是输出信噪比最大准则和差错概率最小准则。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统8.1 匹配滤波器匹配滤波器（Matched Filter）在数字信号接收中，滤波器的作用有两个方面，第一是使滤波器输出有用信号成分尽可能强；第二是抑制信号带外噪声，使滤波器输出噪声成分尽可能小，减小噪声对信号判决的影响。通常对最佳线性滤波器的设计有两种准则：一种是使滤波器输出的信号波形与发送信号波形之间的均方误差最小，由此而导出的最佳线性滤波器称为维纳滤波器；另一种是使

21、滤波器输出信噪比在某一特定时刻达到最大，由此而导出的最佳线性滤波器称为匹配滤波器。在数字通信中，匹配滤波器具有更广泛的应用。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统图 8 1 数字信号接收等效原理图 由数字信号的判决原理我们知道，抽样判决器输出数据正确与否，与滤波器输出信号波形和发送信号波形之间的相似程度无关，也即与滤波器输出信号波形的失真程度无关，而只取决于抽样时刻信号的瞬时功率与噪声平均功率之比，即信噪比。信信噪噪比比越越大大，错错误误判判决决的的概概率率就就越越小小；反之，信噪比越小，错误判决概率就越大。跳转

22、到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统因此，为了使错误判决概率尽可能小，就要选择滤波器传输特性使滤波器输出信噪比尽可能大的滤波器。当选择的滤波器传输特性使输出信噪比达到最大值时，该滤波器就称为输出信噪比最大的最佳线性滤波器。下面就来分析当滤波器具有什么样的特性时才能使输出信噪比达到最大。滤波器输入(8.1-1)滤波器输出(8.1-2)(8.1-3)跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统滤波器输出噪声的平均功率为(8.1-4)在抽样时刻t

23、0，线性滤波器输出信号的瞬时功率与噪声瞬时功率与噪声平均功率之比平均功率之比为(8.1-5)跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统滤波器输出信噪比ro与输入信号的频谱函数S()和滤波器的传输函数H()有关。在输入信号给定的情况下，输出信噪比ro只与滤波器的传输函数H()有关。使输出信噪比ro达到最大的传输函数H()就是我们所要求的最佳滤波器的传输函数。施瓦兹(Schwartz)不等式(8.1-6)式中，X()和Y()都是实变量的复函数。当且仅当时式中等式才能成立。(8.1-7)跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规

24、定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(8.1-8)(8.1-9)令可得(8.1-10)根据帕塞瓦尔(Parseval)定理有(8.1-11)跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(8.1-12)因此最大输出信噪比(8.1-13)(8.1-14)根据施瓦兹不等式中等号成立的条件可得匹配滤波器(8.1-15)跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统即匹配滤波器的单位冲激响应为(8.1-16)

25、上式表明，匹配滤波器的单位冲激响应h(t)是输入信号s(t)的镜像函数，t0为输出最大信噪比时刻。图8-2 匹配滤波器单位冲激响应原理跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(8.1-17)对于因果系统(8.1-18)因此必须有(8.1-19)上式条件说明，对于一个物理可实现的匹配滤波器，其输入信号s(t)必须在它输出最大信噪比的时刻t0之前结束。也就是说，若输入信号在T时刻结束，则对物理可实现的匹配滤波器，其输出最大信噪比时刻t0必须在输入信号结束之后，即t0T。对于接收机来说，t0是时间延迟，通常总是希望时间延

26、迟尽可能小，因此一般情况可取t0=T。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(8.1-20)输出信号(8.1-21)令 上式表明，匹匹配配滤滤波波器器的的输输出出波波形形是是输输入入信信号号s(t)的的自自相相关关函函数数的的K倍倍。因此，匹配滤波器可以看成是一个计算输入信号自相关函数的相关器，其在t0时刻得到最大输出信噪比romax=2E/n0。由于输出信噪比与常数K无关，所以通常取K=1。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统例

27、 8-1设输入信号如图 8-3(a)所示，试求该信号的匹配滤波器传输函数和输出信号波形。频谱函数解：(1)输入信号为传递函数冲激响应跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统图8-3 信号时间波形跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统取t0=T，则有(2)匹配滤波器的输出为可见，匹配滤波器的输出在t=T时刻得到最大的能量E=T/2。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种

28、得分类型的系统8.2 最小差错概率接收准则最小差错概率接收准则 匹配滤波器是以抽样时刻信噪比最大为标准来构造接收机。在数字通信中，人们更关心判决输出的数据准确率，因此，使输出总误码率最小的最小差错概率准则，更适合于作为数字信号接收的准则。8.2.1 数字信号接收的统计模型数字信号接收的统计模型 在数字信号的最佳接收分析中，我们不是采用先给出接收机模型然后分析其性能的分析方法，而而是是从从数数字字信信号号接接收收统统计计模模型型出出发发，依依据据某某种种最最佳佳接接收收准准则则，推导出相应的最佳接收机结构，然后再分析其性能推导出相应的最佳接收机结构，然后再分析其性能。跳转到第一页篮球比赛是根据运

29、动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统图 8 4 数字通信系统的统计模型 图中消息空间、信号空间、噪声空间、观察空间及判决空间分别代表消息、发送信号、噪声、接收信号波形及判决结果的所有可能状态的集合。各个空间的状态用它们的统计特性来描述。在数字通信系统中，消息是离散的状态。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统消息是各种物理量，本身不能直接在数字通信系统中进行传输，因此需要将消息变换为相应的电信号s(t)。通常最直接的方法是建立消息与信号之间一一对应的关系消息

30、信号P(si)是描述信号发送概率的参数，通常称为先先验验概率概率，它是信号统计检测的第一数据第一数据。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 信道特性是加性高斯噪声信道，噪声空间n是加性高斯噪声。为了更全面地描述噪声的统计特性，采用噪声的多维联合概率密度函数。(8.2-7)根据随机信号分析理论我们知道，若噪声是高斯白噪声，则它在任意两个时刻上得到的样值都是互不相关的，同时也是统计独立的；若若噪噪声声是是带带限限高高斯斯型型的的，按按抽抽样样定定理理对对其其抽抽样样，则则它它在在抽抽样样时时刻刻上上的的样样值值也也

31、是是互互不不相相关关的的，同同时时也也是是统统计计独独立立的的。根据随机信号分析，若随机信号各样值是统计独立的，则有k维概率密度(8.2-8)跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统根据帕塞瓦尔定理，当k很大时有(8.2-9)一维概率密度(8.2-10)k维概率密度(8.2-11)式中 为噪声的单边功率谱密度。公式(8.2-11)的推导：若低通信道的截止频率为fH，理想抽样频率为2fH，则在(0,T)时间内共有2fHT个抽样值，其平均功率为跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此

32、，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统令抽样间隔 ，若 ，则有(8.2-12)将公式(8.2-11)代入(8.2-10)可得跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 信号通过信道叠加噪声后到达观察空间，由于在一个码元期间T内，信号集合中各状态s1,s2,sm 中之一被发送，因此在观察期间T内观察波形为由于n(t)是均值为零，方差为2n的高斯过程，则当出现信号si(t)时,y(t)的概率密度函数可表示为(8.2-13)(8.2-14)fsi(y)称为似然函数似然函数，它是信号统计检测的第二数据第二数据。跳转到第

33、一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统8.2.2 最佳接收准则最佳接收准则 在在数数字字通通信信系系统统中中，最最直直观观且且最最合合理理的的准准则则是是“最最小小差差错错概概率率”准准则则。由于在传输过程中，信号会受到畸变和噪声的干扰，发送信号si(t)时不一定能判为ri出现，而是判决空间的所有状态都可能出现。这样将会造成错误接收，我们期望错误接收的概率愈小愈好。在噪声干扰环境中，按照何种方法接收信号才能使得错误概率最小？我们以二进制数字通信系统为例分析其原理。在二进制数字通信系统中，发送信号只有两种状态，假设发送信号

34、s1(t)和s2(t)的先验概率分别为P(s1)和P(s2)，s1(t)和s2(t)在观察时刻的取值分别为a1和a2，出现s1(t)信号时y(t)的概率密度函数fs1(y)为跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统同理(8.2-15)(8.2-16)图 8-5 fs1(y)和fs2(y)的曲线图若在观察时刻得到的观察值为yi，可依概率将yi判为r1或r2。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统可以看出即yi属于r1的概率大于yi属于r

35、2的概率。因此，依大概率应将yi判为r1出现。在yi附近取一小区间aa内属于r1的概率(8.2-17)a内属于r2的概率(8.2-18)跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统图 8 6 判决过程示意图 根据fs1(y)和fs2(y)的单调性质，在下图中y坐标上可以找到一个划分点y0。在区间(-,y0，q1q2；在区间(y0,)，q1q2。根据下图所分析的判决原理，当观察时刻得到的观察值yi(-,y0)时，判为r1出现；若观察时刻得到的观察值yi(y0,)时，判为r2出现。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比

36、赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统如果发送的是s1(t)，但是观察时刻得到的观察值yi落在(y0,)区间,被判为r2出现，这时将造成错误判决，其错误概率为(8.2-19)(8.2-20)同理(8.2-21)总误码率可以看出，系统总的误码率与先验概率、似然函数及划分点y0有关。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统在先验概率和似然函数一定的情况下，系统总的误码率Pe是划分点y0的函数。(8.2-22)(8.2-23)y0为最佳划分点，于是有(8.2-24)跳转到第一页篮球

37、比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统为了达到最小差错概率，可以按以下规则进行判决(8.2-25)以上判决规则称为似然比准则。在加性高斯白噪声条件下，似然比准则和最小差错概率准则是等价的。当s1(t)和s2(t)的发送概率相等时，即P(s1)=P(s2)时，则有(8.2-26)跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统上式判决规则称为最大似然准则，其物理概念是，接收到的波形y中，哪个似然函数大就判为哪个信号出现。以上判决规则可以推广到多进制数字通信系统

38、中，对于m个可能发送的信号，在先验概率相等时的最大似然准则为 最小差错概率准则是数字通信系统最常采用的准则，除此之外，贝叶斯(Bayes)准则、尼曼-皮尔逊(Neyman-Pearson)准则、极大极小准则等有时也被采用。(8.2-27)跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统8.3 确知信号的最佳接收机确知信号的最佳接收机 信号统计检测是利用概率和数理统计的工具来设计接收机。所谓最佳接收机设计是指在一组给定的假设条件下，利用信号检测理论给出满足某种最佳准则接收机的数学描述和组成原理框图，而不涉及接收机各级的具体电

39、路。图 8 7 接收端原理跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统8.3.1 二进制确知信号最佳接收机结构二进制确知信号最佳接收机结构 在(0,T)内(8.3-1)(8.3-2)合成波(8.3-3)(8.3-4)似然函数(8.3-5)判为s1(t)出现跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统(8.3-6)判为s2(t)出现判为s1(t)出现判为s2(t)出现(8.3-9)式中在先验概率P(s1)和P(s2)给定的情况下，U1和U2都为常

40、数。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统图 8 8 二进制确知信号最佳接收机结构这种最佳接收机的结构是按比较观察波形y(t)与s1(t)和s2(t)的相关性而构成的，因而称为相相关关接接收收机机。其中相乘器与积分器构成相关器。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统图 8-9 二进制确知信号最佳接收机简化结构 如果发送信号s1(t)和s2(t)的出现概率相等，即P(s1)=P(s2)，则可得U1=U2。于是在先验等概率情况下的二进制

41、确知信号最佳接收机可以简化结构。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统匹配滤波器可以看成是一个计算输入信号自相关函数的相关器。(8.3-10)冲激响应(8.3-11)合成波(8.3-12)t=T时刻的输出可以看出匹配滤波器在抽样时刻t=T时的输出样值与最佳接收机中相关器在t=T时的输出样值相等，因此，可以用匹配滤波器代替相关器构成最佳接收机。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统图 8-10 匹配滤波器形式的最佳接收机跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统在最小差错概率准则下，相关器形式的最佳接收机与匹配滤波器形式的最佳接收机是等价的。另外，无论是相关器还是匹配滤波器形式的最佳接收机,它们的比较器都是在t=T时刻才作出判决，也即在码元结束时刻才能给出最佳判决结果。因此，判决时刻的任何偏差都将影响接收机的性能。跳转到第一页篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统本章结束本章结束习题：8-4，8-8，8-9