信号分析小论文

《信号分析小论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、学院:工程机械学院专业：机械电子工程姓名：学号:课稈:现代信号分析与处理任课教师:1.本学期内容第一章测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。测试系统由传感器、屮间变换装置和显示记录装置三部分组成。传感器将被测物理量(如噪声,温度)检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D变换后用软件进行信号分析,显示记录装置则测量结杲显示出來，提供给观察者或其它口动控制装置。第二章信号的分类，其主要是依据信号波形特征來划分的。从信号描述上分可分为确定性信号与非确定性信号。确定性信号包括周期信号和非周期信号。周期信号乂分为简单周期信号

2、和复杂周期信号。非周期信号乂可分为准周期信号和瞬态信号。非周期信号包括平稳随机信号和非平稳周期信号。从信号的幅值和能量上分可分为能量信号与功率信号；从分析域上分可分为时域与频域；从连续性上分可分为连续时间信号与离散时间信号；从可实现性上分可分为物理可实现信号与物理不可实现信号。对信号的时域波形分析，可以求的信号的均值、均方值、方差以及概率密度函数等参数。其屮，均值E[x(t)]表示集合平均值或数学期望值；均方值E[x2(t)]表达了信号的强度，其正平方根值，又称为有效值(RMS),也是信号平均能量的一种表达；方差反映了信号绕均值的波动程度。信号的吋差域相关分析，统计学屮用相关系数来描述变量x,

3、y之间的相关性。是两随机变量之积的数学期望，称为相关性，表征了x、y之间的关联程度。如果所研究的变量x,y是与时间冇关的函数，即x(t)与y(t),这时可以引入一个与时间丫有关的量，称为函数的相关系数，简称相关函数，并有：rJ—OO[fJ—COy2(O^]1/2相关函数反映了二个信号在吋移屮的相关性。相关函数有自相关函数和互相关函数,如果x(t)=y(t),则就成为自相关函数。应用自相关函数的性质:周期信号的自相关函数仍然是同频率的周期信号，但不保留原信号的相位信息；随机噪声信号的口相关函数将随T的增大快速衰减。信号频域分析是采用傅立叶变换将吋域信号x(t)变换为频域信号X(f)o时域分析只能

4、反映信号的幅值随吋间的变化情况，除单频率分量的简谐波外，很难明确揭示信号的频率组成和各频率分量大小。任何周期函数，都可以展开成正交函数线性组合的无穷级数。第三章各类传感器及其原理应用，主要有屯阻式、电容式、电感式、磁屯式、压电式传感器，磁敏、热敏和气敏元件传感器，以及超声波、光电及半导体敏感元件传感器，光纤传感器等。第四章测试系统。测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。其特性有静态响应特性和动态响应特性。如果测量时，测试装置的输入、输出信号不随时间而变化，则称为静态测量。静态测量吋，测试装置表现出的响应特性称为静态响应特性。静态响应特性指标有：灵敏度、非线性度、冋程误差、精度、分辨

5、力、测量范围、稳定性和可靠性。测试系统的动态特性反映其测量动态系统的能力，其不仅取决于测试系统的结构参数，而且与输入信号有关。测试系统的动态特性在复频域可用传递函数来描述，在频域可用频率响应函数來描述，在吋域可用微分方程、脉冲响应函数、节约响应函数等来描述。第五章测试信号调理技术。信号调理的目的是便于传输和处理，方法冇放大,去噪和解调。放大器主耍有直、交流放大器，直、交流电桥以及电荷放大器。调制与解调是为了解决微弱缓变信号的放人以及信号的传输问题。信号的滤波，滤波器是一种选频装置，可以使信号屮特定频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。根据滤波器的选频作用，可将滤波器分为低通滤波器，高通滤波器

6、，带通和带阻滤波器，其屮低通和高通是最基本的两种形式。第六章数字信号处理技术。数字信号处理主要研究用数字序列來表示测试信号，并用数学公式和运算來对这些数字序列进行处理。内容包括数字波形分析、幅值分析、频谱分析和数字滤波。A/D转换过程有釆样、量化和编码。采样是利用采样脉冲序列,从信号中抽取一系列离散值，使之成为采样信号x(nTs)的过程。量化是把釆样信号经过舍入变为只冇冇限个冇效数字的数，这一过程称为量化。编码是将经过量化的值变为二进制数字的过程。D/A转换是把数字信号转换为电压或屯流信号。为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信息，信号采样频率必须至少为原信号屮最高频率成分的2倍。这是采样

7、的基木法则，称为采样定理，用数学公式表示即：Fs>2Fmax0工程实际中采样频率通常大于信号中最高频率成分的3到5倍。2.相关性原理及应用所谓相关是代表客观事物或过程屮某两种特征量之间联系的紧密性；相关分析是利用概率统计方法来描述和研究工程测试信号的相关关系，常用的统计量有相关系数、自相关函数和互相关函数等。2.1自相关函数在动态测试中要了解与时间有关的信号在不同时刻的取值有无内在关联性,就需要引