《第1.1章信号及其频谱分析okPPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1.1章信号及其频谱分析okPPT讲稿.ppt（96页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第1.1章信号及其频谱分析ok第1页，共96页，编辑于2022年，星期一1.1 1.1 信号的分类与描述信号的分类与描述 0At信号波形图：信号波形图：用被测物理量的强度作为纵坐标，用用被测物理量的强度作为纵坐标，用时间做横坐标，记录被测物理量随时间的变化情况。时间做横坐标，记录被测物理量随时间的变化情况。第2页，共96页，编辑于2022年，星期一第一章、信号分析基础第一章、信号分析基础 为深入了解信号的物理实质，将其进行分类研究是非为深入了解信号的物理实质，将其进行分类研究是非常必要的，从不同角度观察信号，可分为：常必要的，从不同角度观察信号，可分为：1 1 从信号描述上分从信号描述上分-确
2、定性信号确定性信号(可用明确的数学关系描述可用明确的数学关系描述)与非确定性信号；与非确定性信号；2 2 从信号的幅值和能量上从信号的幅值和能量上-能量信号与功率信号；能量信号与功率信号；3 3 从分析域上从分析域上-时域与频域；时域与频域；第3页，共96页，编辑于2022年，星期一第一章、信号分析基础第一章、信号分析基础4 4 从连续性从连续性-连续时间信号（任意时间都有确定连续时间信号（任意时间都有确定函数值的信号）函数值的信号）-离散时间信号离散时间信号(时间上离散，只在某时间上离散，只在某些不连续的规定瞬时给出函数值些不连续的规定瞬时给出函数值)5 5 从可实现性从可实现性 -物理可实
3、现信号与物理不可实现信号物理可实现信号与物理不可实现信号。第4页，共96页，编辑于2022年，星期一1.1 1.1 信号的分类与描述信号的分类与描述 1 1 确定性信号与非确定性信号确定性信号与非确定性信号 可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。第5页，共96页，编辑于2022年，星期一1.1 1.1 信号的分类与描述信号的分类与描述 a)a)周期信号：经过一定时间可以重复出现的信号周期信号：经过一定时间可以重复出现的信号 x(t)x(t)=x(t+nT
4、)x(t+nT)简单周期信号简单周期信号复杂周期信号复杂周期信号第6页，共96页，编辑于2022年，星期一第7页，共96页，编辑于2022年，星期一1.1 信号的分类与描述信号的分类与描述 b)b)非周期信号：不会重复出现的信号。非周期信号：不会重复出现的信号。准准周周期期信信号号:由由多多个个周周期期信信号号合合成成，但但各各信信号号频频率率不不成成公倍数公倍数(无公共周期无公共周期)。如：。如：x(t)=sin(t)+sin(2t)x(t)=sin(t)+sin(2t)第8页，共96页，编辑于2022年，星期一瞬态信号瞬态信号:持续时间有限的信号，持续时间有限的信号，如如 x(t)=e-B
5、t.Asin(2*pi*f*t)第9页，共96页，编辑于2022年，星期一1.1 信号的分类与描述信号的分类与描述 c)c)非非确确定定性性信信号号：不不能能用用数数学学式式描描述述，其其幅幅值值、相相位位变变化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。噪声信号噪声信号(平稳平稳)统计特性变异统计特性变异噪声信号噪声信号(非平稳非平稳)平稳信号的均值和时间无关为常数，自相关函数和起点无关，只和两点的时间差有关。第10页，共96页，编辑于2022年，星期一第11页，共96页，编辑于2022年，星期一1.1 1.1 信号的分类与描述信号的分类与描述 2 2
6、能量信号与功率信号能量信号与功率信号 a)a)能量信号能量信号 在在所所分分析析的的区区间间（-，），能能量量为为有有限限值的信号称为能量信号，满足条件：值的信号称为能量信号，满足条件：一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号。一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号。第12页，共96页，编辑于2022年，星期一第13页，共96页，编辑于2022年，星期一1.1 信号的分类与描述信号的分类与描述 b)b)功率信号功率信号 在在所所分分析析的的区区间间（-，），能能量量不不是是有有限限值此时，研究信号的平均功率更为合适。值此时，研究信号的平均功率更为合适。一般持续时间无限的信号都属于功率信号一般持续时间
7、无限的信号都属于功率信号:第14页，共96页，编辑于2022年，星期一1.1 1.1 信号的分类与描述信号的分类与描述 3 3 时限与频限信号时限与频限信号 a)a)时域有限信号时域有限信号在时间段在时间段 (t1,t2)(t1,t2)内有定义，其外恒等于零内有定义，其外恒等于零 b)b)频域有限信号频域有限信号在频率区间在频率区间(f1,f2)(f1,f2)内有定义，其外恒等于零内有定义，其外恒等于零 三角脉冲信号三角脉冲信号正弦波幅值谱正弦波幅值谱第15页，共96页，编辑于2022年，星期一1.1 1.1 信号的分类与描述信号的分类与描述 4 4 连续时间信号与离散时间信号连续时间信号与离
8、散时间信号 a)a)连续时间信号连续时间信号:在所有时间点上有定义在所有时间点上有定义 b)b)离散时间信号离散时间信号:在若干时间点上有定义在若干时间点上有定义采样信号采样信号第16页，共96页，编辑于2022年，星期一1.1 信号的分类与描述信号的分类与描述 5 5 物理可实现信号与物理不可实现信号物理可实现信号与物理不可实现信号a)a)物理可实现信号：又称为单边信号，满足条件：物理可实现信号：又称为单边信号，满足条件：t t0 0时，时，x(t)=0 x(t)=0，即在时刻小于零的一侧全为零。即在时刻小于零的一侧全为零。第17页，共96页，编辑于2022年，星期一1.1 1.1 信号的分
9、类与描述信号的分类与描述 b)b)物理不可实现信号：在事件发生前物理不可实现信号：在事件发生前(t0)(t0)就预制信号。就预制信号。第18页，共96页，编辑于2022年，星期一第19页，共96页，编辑于2022年，星期一第20页，共96页，编辑于2022年，星期一第21页，共96页，编辑于2022年，星期一第22页，共96页，编辑于2022年，星期一第23页，共96页，编辑于2022年，星期一第24页，共96页，编辑于2022年，星期一第25页，共96页，编辑于2022年，星期一第一章、信号分析基础第一章、信号分析基础1.2 1.2 信号的时域波形分析信号的时域波形分析 信号的时域波形分析是
10、最常用的信号分析手段，用信号的时域波形分析是最常用的信号分析手段，用示波器、万用表等普通仪器直接显示信号波形，读取特示波器、万用表等普通仪器直接显示信号波形，读取特征参数。征参数。第26页，共96页，编辑于2022年，星期一第一章、信号分析基础第一章、信号分析基础1 1、信号波形图、信号波形图 周期周期T T，频率，频率f=1/Tf=1/T峰值峰值PAtT PPp-p双峰值双峰值Pp-p第27页，共96页，编辑于2022年，星期一1.2 信号的时域波形分析信号的时域波形分析 4 4、均值、均值 均值均值Ex(t)Ex(t)表示集合平均值或数学期望值。表示集合平均值或数学期望值。均值：反映了信号
11、变化的中心趋势，也称之为直均值：反映了信号变化的中心趋势，也称之为直流分量。流分量。第28页，共96页，编辑于2022年，星期一1.2 信号的时域波形分析信号的时域波形分析 5 5、均方值、均方值 信号的均方值信号的均方值ExEx2 2(t)(t)，表达了信号的强度；，表达了信号的强度；其正平方根值，又称为有效值其正平方根值，又称为有效值(RMS)(RMS)，也是信号平，也是信号平均能量的一种表达。均能量的一种表达。第29页，共96页，编辑于2022年，星期一1.2 信号的时域波形分析信号的时域波形分析 6 6、方差、方差方差：反映了信号绕均值的波动程度。方差：反映了信号绕均值的波动程度。信号
12、信号x(t)x(t)的方差定义为：的方差定义为：大方差大方差 小方差小方差 第30页，共96页，编辑于2022年，星期一1.2 信号的时域波形分析信号的时域波形分析 7 7、波形分析的应用、波形分析的应用超门限报警超门限报警 信号类型识别信号类型识别 基本参数识别基本参数识别 Pp-p第31页，共96页，编辑于2022年，星期一1.2 信号的时域波形分析信号的时域波形分析 案例：案例：汽车速度测量汽车速度测量:第32页，共96页，编辑于2022年，星期一1.2 信号的时域波形分析信号的时域波形分析 案例：案例：旅游索道钢缆检测旅游索道钢缆检测超门限报警超门限报警 第33页，共96页，编辑于20
13、22年，星期一第34页，共96页，编辑于2022年，星期一第35页，共96页，编辑于2022年，星期一第36页，共96页，编辑于2022年，星期一第37页，共96页，编辑于2022年，星期一第38页，共96页，编辑于2022年，星期一第39页，共96页，编辑于2022年，星期一1.3 1.3 周期信号的频谱分析周期信号的频谱分析 第40页，共96页，编辑于2022年，星期一第41页，共96页，编辑于2022年，星期一第42页，共96页，编辑于2022年，星期一第43页，共96页，编辑于2022年，星期一例：求下列方波型号的频谱例：求下列方波型号的频谱第44页，共96页，编辑于2022年，星期一
14、第45页，共96页，编辑于2022年，星期一第46页，共96页，编辑于2022年，星期一该周期方波只含有直流分量和奇次谐波分量该周期方波只含有直流分量和奇次谐波分量第47页，共96页，编辑于2022年，星期一第48页，共96页，编辑于2022年，星期一第49页，共96页，编辑于2022年，星期一第50页，共96页，编辑于2022年，星期一第51页，共96页，编辑于2022年，星期一第52页，共96页，编辑于2022年，星期一第53页，共96页，编辑于2022年，星期一第54页，共96页，编辑于2022年，星期一1.3 1.3 非周期信号的频谱分析非周期信号的频谱分析 第55页，共96页，编辑于
15、2022年，星期一第56页，共96页，编辑于2022年，星期一第57页，共96页，编辑于2022年，星期一第58页，共96页，编辑于2022年，星期一第59页，共96页，编辑于2022年，星期一第60页，共96页，编辑于2022年，星期一第61页，共96页，编辑于2022年，星期一第62页，共96页，编辑于2022年，星期一第63页，共96页，编辑于2022年，星期一第64页，共96页，编辑于2022年，星期一第65页，共96页，编辑于2022年，星期一第66页，共96页，编辑于2022年，星期一第67页，共96页，编辑于2022年，星期一第68页，共96页，编辑于2022年，星期一第69页，
16、共96页，编辑于2022年，星期一第70页，共96页，编辑于2022年，星期一第71页，共96页，编辑于2022年，星期一第72页，共96页，编辑于2022年，星期一第73页，共96页，编辑于2022年，星期一第74页，共96页，编辑于2022年，星期一第75页，共96页，编辑于2022年，星期一第76页，共96页，编辑于2022年，星期一第77页，共96页，编辑于2022年，星期一第78页，共96页，编辑于2022年，星期一第79页，共96页，编辑于2022年，星期一第80页，共96页，编辑于2022年，星期一第81页，共96页，编辑于2022年，星期一第82页，共96页，编辑于2022年，
17、星期一第83页，共96页，编辑于2022年，星期一第84页，共96页，编辑于2022年，星期一第85页，共96页，编辑于2022年，星期一第86页，共96页，编辑于2022年，星期一第87页，共96页，编辑于2022年，星期一第88页，共96页，编辑于2022年，星期一第89页，共96页，编辑于2022年，星期一第90页，共96页，编辑于2022年，星期一第91页，共96页，编辑于2022年，星期一第92页，共96页，编辑于2022年，星期一第93页，共96页，编辑于2022年，星期一第94页，共96页，编辑于2022年，星期一第95页，共96页，编辑于2022年，星期一第96页，共96页，编辑于2022年，星期一