工程信号处理实验报告模版

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1、重庆大学学生实验报告实验课程名称工程信号处理开课实验室综合实验大楼329学院机械工程学院年级2011专业班机电3班学生姓名朱睿学号20110702038开课时间2011至2012学年第二学期总成绩教师签名机械工程学院制《工程信号处理》实验报告开课实验室：综合实验大楼329时间：2012年月日学院机械工程学院年级、专业、班2011级机造专业，机电3班姓名朱睿成绩课程名称工程信号处理实验项目名称工程信号处理指导教师汤宝平教师评语教师签名：年月日一、实验目的实验一　　数据采集与波形显示1)加深对A/D转换原

2、理及采样定理的理解；2)掌握几种常用的采样触发方式；3)掌握采样参数的选择方法；4)学习信号采集程序的编制。实验二　　时域、幅值域及时差幅分析1)学习信号的时域波形分析，数据统计特征值的计算方法。2)了解信号的概率密度函数及其应用3)了解信号的相关函数的性质及其应用实验三　　频谱分析1)学习信号频谱的分析方法，加深对信号频谱概念的理解。2)学会用FFT分析仪对信号进行频谱分析。实验四　　传递相干分析1)掌握系统传递函数的测定方法及其估算方法。2)熟悉传递函数的多种表现形式及其应用。3)掌握相干函数计算

3、方法及其应用。实验五　　小波分析实验1)理解小波变换的变焦特性或多分辨特性（俗称“数学显微镜”特性）。2)通过方波信号、变频信号和叠加信号等几种特殊信号的连续小波变换、小波分解（离散小波变换）和小波包分解的结果，了解小波分析的原理。3)了解不同母小波对连续小波变换、小波分解和小波包分解结果的影响，认识小波分析有许多小波基可供选择的特点。4)了解正交小波、半正交小波、双正交小波和非正交小波的小波分解和重构。5)了解小波分解和小波包分解识别微弱奇异信号的能力。二、实验原理实验一　　数据采集与波形显示对模拟

4、信号进行采集，就是将模拟信号转换为数字信号，即模/数（A/D）转换，然后送入计算机或专用设备进行处理。模数转换包括三个步骤：采样，量化和编码。在数据采集时需要注意采样频率、采样点数、信号的记录长度和触发方式选择的选择。采样频率fs最小必须大于或等于信号中最高频率fc的2倍，即fs≥2fc-10-，这就是采样定理。在实际分析中，一般取fs=(5~10)fc；为了快速傅里叶变换（FFT）计算的方便，采样点数一般取2的幂数；当fs和采样点数N确定之后，被分析信号的长度就相应确定了。每一段样本的长度为T=N-

5、（1/fs）；触发方式有手动触发、信号电平触发、预触发和外触发。实验二　　时域、幅值域及时差幅分析实验三　　频谱分析均值表示集合平均值或数学期望值，表达了信号变化的中心趋势，称之为直流分量；均方值，信号x(t)的均方值，或称为平均功率，在电信号中均方根值又称有效值；方差描述了信号的波动量，对应电信号中交流成分的功率；概率密度函数表示信号幅值落在指定区间内的概率；相关函数计算公式见下表。均值均方值方差概率密度函数相关函数互相关函数自相关函数实验四　　传递相干分析一、传递函数传递函数表示电气系统或结构物的

6、振动传递系统等的输入和输出间的关系，用输出的傅里叶频谱Y（f）与输入的傅里叶频谱X（f）之比表示，对传递函数H(f)作逆傅里叶变换，得系统的脉冲响应函数h(t)：h(t)=IFFT[H(f)]二、相干函数相干函数定义如公式4.1。相干函数是谱相关分析的重要参数，通过相干函数可计算系统的信噪比SN（公式4.2）。（4.1）（4.2）实验五　　小波分析实验三、使用仪器、材料-10-1）信号发生器2）测试传感器与预处理器3）数据采集器4）数据采集与波形显示软件5）计算机三、实验步骤实验一　　数据采集与波形显

7、示1.按图1-1连接仪器2.操作步骤如下：（1）手动触发采集，按“示波”按钮，开始信号采集，从显示屏上可看出采集到的信号的波形。按“暂停”按钮，可停止采集。（2）电平触发采集，按“电平触发”按钮。（3）采样频率选择，旋动频率旋钮。（4）数据记录实验二　　时域、幅值域及时差幅分析1.按图1-2连接实验器材图1-22.周期信号分析（特征值、概率密度函数、自相关函数）3.随机信号分析（特征值、概率密度函数、自相关函数）4.信号的互相关函数分析（同频正弦信号的互相关、正弦信号和方波信号的互相关、不同频正弦信号

8、的互相关、正弦信号和随机信号的互相关）实验三　　频谱分析1.按图1-1连接实验仪器2.周期信号幅值谱的测量（观察时域波形及幅值谱）3.随机信号自功率谱密度的测量（观察时域波形及自功率谱密度）4.频谱细化分析5.信号解调分析（导入调制信号数据）观察时域波形及解调前后的幅值谱实验四　　传递相干分析1.按图1-3连接实验仪器-10-图1-32.对双通道信号进行传递函数分析（增益特性、实部虚部、波德图及奈奎斯特图）3.对双通道信号进行相干函数分析（相关函数的谱图