声学测量的数据采集基础cn.ppt

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1、声学测量中的数据采集及信号处理基础知识庞业珍2005.8模数转换采样01010001抗混叠滤波（低通滤波）声压传感器(传声器)电压信号放大数字信号处理声学测量流程图灵敏度激励声压1Pa(声压级94dB)时传声器输出电压若灵敏度50mV/Pa,前置放大器电压范围0-4V,最大测量声压理论值抗混叠滤波抗混叠滤波器Anti-aliasingfilterdesignedwithMATLAB如果采集信号的带宽大于分析带宽，因此高于分析带宽的高频信号的信息就会由于采样频率低而加载到分析的频谱上。混叠通过设计一个低通滤波器实现采样

2、什么是采样采样率采样间隔采样精度采样定理什么是采样采样就是把连续时间信号用一系列离散值来代替的过程。采样率单位时间（1秒钟）采样的个数又称采样频率fs采样间隔每采两个样本的时间间隔，也就是采样周期。t=1/fs采样精度用二进制数来记录采样值.每一位在采样电路中代表一个电平.8bits=1byte16bits=2bytes24bits=3bytes如果采样精度是24位，那么最小电平值Nyquist采样定理采样频率应该满足至少大于分析频率的两倍一倍采样率，结果是常数原始信号：正弦波1.5倍采样率，结果是低于原始信号频率的正

3、弦波两倍采样率，结果是与正弦波相似的锯齿波多杯采样率，还原结果与原始信号相似傅立叶变换TheFouriertransformisageneralizationofthecomplexFourierseries(Spectrum)FFTFastFourierTransformAfastalgorithmofDiscreteFourierTransformThenumberoftimeseriesandfrequencyspectrumseriesareequivalentWindowanalyzedsignalisfin

4、iteinlength.Ifsignalisperiodic,arectangularwindowwithonecyclelengthwillbeenoughForstationaryrandomsignal,specialwindowsareadopted.Windowedsignalisweightingoffinite-lengthsignal.Infrequencydomain.Multiplyintime-domainmeansconvolutioninfrequency-domain.Thespectrum

5、ofwindowisusedasimpulsewhichsamplingthesignalspectrum.ThepropertiesofrightwindowAutoPowerSpectrum(APS)SpectrumwithoutanyphaseinformationCrossPowerSpectrum(CPS)PhaseisdifferenceofphaseofX(w)andY(w)FrequencyResponseFunctionTransferfunctionCoherenceFunctioncoherenc

6、efunctiontoidentifybothexcessivenoiseandwhichofthemultiplesignalsourcesarecontributingtotheresponsesignalRMSLevelRMSlevelofcontinuoussignalRMSlevelofdiscretesignalAverageThesimpleaverageforthej-thintervalisequaltothesumofvaluesfrom(j-N)-thtoj-thintervalsdividedb

7、ythenumberofintervals,N.Theexponentialaverageiscalculatedaccordingtothefollowingformula:Ifthemeasuredsignalerrorhasanormaldistribution,thetotalvariancewillbeSignaltonoiseratio