作者truesword ( )
看板comm_and_RF
标题Re: [请益] 大家怎麽理解信号的负频率呢...???
时间Tue Oct 12 16:52:32 2010
小弟才疏,以下大多都是自己的理解,有错请多指教
关於负频率的问题,我觉得应该要从复数平面谈起
假设T为复数平面再加上时间轴t的空间(有点像黎曼空间)
那麽一个讯号 x=exp(j*w_c*t) 在这空间中就是一个朝着正t方向螺旋前进的曲线
(假设w_c>0, w_c=2*pi*fc),把他叫做螺旋线好了
这个曲线从实轴看为sin(w_c*t),从虚轴看为cos(w_c*t),分别为相位差90度的简谐运动
而 x' = exp(j*-w_c*t)就是朝-t方向前进的反向螺旋线
而讯号x'的频率就是负的w_c
所以说,负频率的意思可以理解成相位在复数平面上顺时针改变的表示法
(一般我们都假设逆时针为正)
换句话说就是相位旋转的方向
既然我们创造出虚数j,架构出复数空间,利用圆周运动来描述相位资讯
就不难再引入时间轴,描绘出相位随着时间前进的方向
所以时间轴的正负方向,乃至频率轴的正负方向,描述的就是相位旋转的方向
(时间跟频率仅是倒数关系,不改变正负)
另外有趣的是,一般取实部也就是RE{}的运算,其实就是站在T空间中虚轴去看讯号
反之Im{}就是站在实轴。特别的是,当你站在t轴看讯号的时候,从t轴正向往回看,感受
到w_c,而从负向往前看,会感受到-w_c,数学上也很简单,假设观察同样讯号x
从正t角度看:x=exp(j*w_c*t) =>感受到逆时针旋转
从负t角度看:x=exp(j*(-w_c)*(-t)) =>感受到顺时针旋转
所以即便在同样的座标系,观察点不同,感受到的讯号也不同,即便是同一个的讯号
这或许就是相对论吧
※ 引述《qeagle (我要心灵契合的对像)》之铭言:
: 现在假设有一个信号频率fm,和一个载波频率fc
: 则两信号相乘之後,变成fc加减fm两个频率
: 则下面四种情况有何不同
: 1.原始的fm信号
: 2.将载波之後的fc加减fm,再直接乘fc,其滤波後的低通信号
: 3.将载波之後的fc加减fm滤掉上边带,再乘fc,其滤波後的低通信号
: 4.将载波之後的fc加减fm滤掉下边带,再乘fc,其滤波後的低通信号
我比较不懂的是,通常通讯基频讯号会是 x1' = exp(j*w_m*t)
然後乘上载波之後,还会取实部才是Tx的output讯号
所以数学上写成
y = RE{x1' * x2}
2y = exp(j(w_m + w_c)t) + conj(exp(j(w_m+w_c)t))
2y = exp(j(w_m + w_c)t) + exp(j(-w_m-w_c)t)
所以Y=fft(y)会出现在 fc+fm 与 -fc-fm,也就是频谱共轭对称
而如果按照原po条件分析的话:
x1 = cos(w_m*t)=(exp(j*w_m*t) - exp(-j*w_m*t))/2
x2 = exp(j*w_c*t)
2y = 2* x1 * x2 = exp(j(w_c + w_m)t) + exp(j(w_c - w_m)t)
所以Y才会出现在fc ±fm,但是这样就代表「基频讯号仅为cos(w_m*t)且乘上载波之後
不取实部,当作发射讯号」,请问原po背後的假设是这样吗?
如果是这样的话,因为基频讯号是实数,所以会共轭对称,所以频谱是在 ±fm处有值
如果用这样的低通去滤的话(f3dB < fm),问题2、3、4应该是什麽都没有
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