信号处理初步

《信号处理初步》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第五章信号处理初步一、数字信号处理的基本步骤二、信号数字化出现的问题三、相关分析及其应用四、功率谱分析及其应用返回总目录2021/9/2第五章信号处理初步绪论信号处理的目的1)分离信、噪提高信噪比2)从信号中提取有用的信号3)修正测试系统的某些误差信号处理可以用模拟信号处理系统和数字信号处理系统来实现模拟信号处理系统由一系列能实现模拟运算的电路环节组成.数字信号处理是用数字方法处理信号,它既可以在通用计算机上借助程序来实现,也可以用专用信号处理机来完成.返回章目录2021/9/2第一节数字信号处理的基本步骤1）电压幅值调理，以适宜采样。2）

2、滤波，以提高信噪比。3）隔离信号中的直流分量。4）调制解调。模拟信号经采样、量化并转化为二进制A/D转换动画D/A转换动画返回章目录2021/9/2第二节信号数字化出现的问题(一)概述设模拟信号x(t)的傅立叶变换为X(f)，为了利用计算机来计算，必须使x(t)变换成有限长的离散时间序列。为此,对x(t)进行采样和截断。采样是用一个等时距的周期脉冲序列s(t)去乘x(t)。时距TS称为采样间隔，1/TS=fS称为采样频率。-----本节以计算一个模拟信号的频谱为例来说明出现的相关问题返回章目录2021/9/2第二节信号数字化出现的问题(二)

3、时域采样采样是把连续时间信号变成离散时间序列的过程，就是等间距地取点。而从数学处理上看，则是用采样函数去乘连续信号。依据FT的卷积特性——时域相乘就等于频域做卷积函数的卷积特性——频域作卷积就等于频谱的周期延拓长度为T的连续时间信号x(t),从t=0点开始采样，得到离散时间序列x(n)为返回章目录2021/9/2第二节信号数字化出现的问题重要参数其中,n=0,1,2,3,……N-1其中采样间隔的选择是个重要的问题返回章目录2021/9/2第二节信号数字化出现的问题(三)混叠一、定义在频域中，如果平移距离过小，平移后的频谱就会有一部分相互交叠

4、，从而使新合成的频谱与原频谱不一致，因而无法准确地恢复原时域信号，这种现象称为混叠。二、原因（1）、采样频率太低（2）、原模拟信号不是有限带宽的信号，即返回章目录2021/9/2第二节信号数字化出现的问题三、采取措施（1）对非有限带宽的模拟信号，在采样之前先通过模拟低通滤波器滤去高频成分，使其成为带限信号。这种处理称为抗混叠滤波预处理。（2）满足采样定理，在实际工作中，考虑实际滤波器不可能有理想的截止特性，在其截止频率之后总有一定的过滤带，通常取返回章目录2021/9/2第二节信号数字化出现的问题采样定理为了避免混叠以使采样处理后仍有可能准

5、确地恢复其原信号，采样频率必须大于最高频率的两倍即，这就是采样定理。返回章目录2021/9/2第二节信号数字化出现的问题(四)时域截断截断就是将信号乘以时域的有限宽矩形窗函数，实际是取有限长的信号，从数学处理上看，就是乘以时域的有限宽矩形窗函数。依据FT的卷积特性——时域相乘就等于频域做卷积，作卷积时窗函数频谱的旁瓣会引起皱波即在时域中乘矩形窗函数，经处理后其时域、频域的关系是返回章目录2021/9/2第二节信号数字化出现的问题重要参数其中窗函数的合理选择是个重要的问题返回章目录2021/9/2(五)泄漏一、定义由于矩形窗函数的频谱是一个无

6、限带宽的sinc函数。所以即使x(t)是带限信号，在截断后也仍然成为无限带宽的信号，这种信号的能量在频率轴分布扩展的现象称为泄漏。二、原因窗函数的频谱是无限带宽的。第二节信号数字化出现的问题三、采取措施采用合适的窗函数来对所截取的时域信号进行加权处理。返回章目录2021/9/2(六)常用的窗函数采用不同形式的窗函数为了减少或抑制泄漏第二节信号数字化出现的问题返回章目录2021/9/2Ⅰ、矩形窗主瓣最窄（高T，宽2/T）旁瓣则较高（主瓣的20%，-13dB旁瓣的率减率为20dB/10倍频程公式第二节信号数字化出现的问题返回章目录2021/9/

7、2Ⅱ、三角窗主瓣较宽（高T/2，宽4/T）旁瓣则较低不会出现负值公式第二节信号数字化出现的问题返回章目录2021/9/2Ⅲ、汉宁窗主瓣较宽（高T/2，宽4/T）旁瓣则较低（主瓣的2.4%，-32dB旁瓣的率减率为60dB/10倍程公式第二节信号数字化出现的问题返回章目录2021/9/2Ⅳ、指数窗公式主瓣很宽无旁瓣非对称窗，起抑制噪声的作用第二节信号数字化出现的问题返回章目录2021/9/2(七)频域采样频域采样是使频率离散化，在频率轴上等间距地取点的过程。而从数学处理上看，则是用采样函数去乘连续频谱。依据FT的卷积特性——频域相乘就等于时域

8、做卷积函数的卷积特性——时域作卷积就等于时域波形的周期延拓频域采样和时域采样相似，在频域中用脉冲序列乘信号的频谱函数。返回章目录第二节信号数字化出现的问题2021/9/2重要参数