工程信号处理实验报告记录

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1、工程信号处理实验报告记录————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：3重庆大学学生实验报告实验课程名称工程信号处理实验开课实验室xxxxx学院机械工程学院年级xxxx专业班xxxx班学生姓名xxxx学号xxxx开课时间xx至xx学年第xx学期总成绩教师签名机械工程学院制3《工程信号处理》实验报告开课实验室：xxxxxx时间：xxxxxx学院机械工程学院年级、专业、班xxxxx姓名xxx成绩课程名称工程信号处理实验实验项目名称工程信号处

2、理实验指导教师xxxx教师评语教师签名：年月日一、实验目的1.数据采集与波形显示1）加深对A/D转换原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。2.时域、幅值域及时差域幅分析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。3.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。4.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

3、；2）掌握传递函数的多种表现形式及其应用；3）掌握相干函数计算方法及其应用。5.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1.数

4、据采集与波形显示1-10-）模数转换及其控制：对模拟信号进行采集，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：（1）采样，（2）量化，（3）编码。在信号采集系统中，A/D转换器与计算机联合使用完成模数转换。2）信号采集的参数包括采样频率、采样点数、信号记录长度和触发方式选择。其中，采样频率最小必须大于或等于信号中最高频率的2倍，在实际分析中，一般取=(5-10)。每一段样本的长度为T=N-（1/）。2.时域、幅值域及时差域幅分析1）均值：均值表示集合平均值或数学期

5、望值，用表示。，均值表达了信号变化的中心趋势，称之为直流分量。2）均方值：信号的均方值，或称为平均功率，其表达式为，称为均方根值。3）方差：信号的方差定义为4）信号的概率密度函数是表示信号幅值落在指定区间内的概率，定义为5）互相关函数：自相关函数：3.频谱分析对一平稳信号x(t)的傅立叶变换为。1）幅值谱分析：幅值谱幅值对数谱；2）自功率谱密度函数分析：自功率谱密度函数定义为；3）频谱细化分析(复调制细化)：复调制分析的原理基于傅立叶变换的频移特性，，原先的频谱变为零频，原附近的较高频率的谱分量变为低频成分；4）解调（包络）分析

6、（希尔伯特解调）：信号的希尔伯特变换定义为解析信号定义为：，因此窄带信号的包络函数为：。4.传递相干分析1）传递函数:传递函数表示电气系统或结构物的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与输入的傅里叶频谱-10-之比表示。传递函数用增益特性和相位特性表示。2）相干函数:相干函数定义为，可以证明：可以判明输出与输入的关系。5.小波分析实验由基小波的定义立即可得出。并且基小波在无穷远处趋于零，且衰减速度足够快。特别地，如果具有紧支集（所谓紧支集，就是函数很快削减到0），效果将更理想。因为用这样的基小波对信号分解，可同

7、时在时频域上做到局部分，一般地记小波函数族为：。小波变换具有多分辨率分析的特点，在时域和频域都有表征信号局部信息的能力，在一般情况下，在低频部分(信号较平稳)可以采用较低的时间分辨率，而提高频率的分辨率，在高频情况下(频率变化不大)可以用较低的频率分辨率来换取精确的时间定位。三使用仪器、材料1.数据采集与波形显示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（数字存储器）5）计算机2.时域、幅值域及时差域幅分析1）测试传感器2）信号调理模块3）A/D采样模块4）数据采集与波形显示软件(动态信号分析

8、仪）5)计算机3.频谱分析1）测试传感器2）信号调理模块3）A/D采样模块4）数据采集与波形显示软件(动态信号分析仪）5)计算机4.传递相干分析1）测试传感器2）模数转换器3）信号调理模块4）数据采集与波形显示软件(传递函数分析仪）5)计算机5.小波分析实验1）