测试信号分析与处理 教学课件 作者 宋爱国 刘文波 王爱民 第1章 绪论.ppt

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1、《测试信号分析与处理》课程第一章绪论第一节测试信号分析与处理技术第二节信号及其分类第三节信号分析与信号处理第四节测试信号的描述第五节信号与系统www.seu.edu.cn测试信号分析与处理技术信号的分析与处理是测试技术的重要研究内容1、模拟信号分析与处理技术特点：实时性强2、数字信号分析与处理技术特点：精度高，性能稳定，可靠性好，易于编程实现、处理手段灵活随着电子技术、计算机技术的飞速发展，数字信号处理的硬件和软件在计算速度上也可以满足实时性的要求。数字信号的分析与处理是本课程的主要介绍内容www.seu.ed

2、u.cn测试信号分析与处理技术的应用机械振动信号处理与故障分析医学中的诊断成像语音信号的检测、分析与语音识别军事领域测试信号的处理和分析地震信号的获取与分析数据压缩以及实时处理，信号多路传输等工业过程控制中各种传感信号的分析与处理图像处理www.seu.edu.cn测试信号分析与处理技术测试信号分析与处理技术在测试领域的主要功能主要有：●信号的谱分析●信号的滤波●信号的特征抽取backwww.seu.edu.cn第二节信号及其分类信号的概念信号与信息信号是信息的载体www.seu.edu.cn第二节信号及其分类

3、能量有限信号功率有限信号<∞按信号的能量状况www.seu.edu.cn1、确定信号与随机信号2、周期信号非周期信号第二节信号及其分类按信号的性质和信号和时间的关系www.seu.edu.cn第二节信号及其分类3、连续时间信号在某一时间间隔内，对于所有连续的时间值（除若干不连续点之外），信号都有确定的幅值。模拟信号：幅值是连续的连续信号量化信号：幅值是离散的连续信号a)连续信号b)模拟信号c)量化信号www.seu.edu.cn第二节信号及其分类离散时间信号只在时间的离散值上才具有定义。抽样信号：幅值是连续的，

4、而变量时间是离散的数字信号：在时间上和幅值上都是离散的a)抽样信号b)数字信号www.seu.edu.cn第二节信号及其分类4、奇异信号信号函数本身具有不连续点，或者其导数与积分有不连续点。阶跃信号冲击信号backwww.seu.edu.cn第三节信号分析与信号处理信号分析将一复杂的信号分解为若干简单信号分量的叠加，并以这些分量的组成情况去考察信号的特性。基本方法：将频率作为信号的自变量，在频域里进行信号的频谱分析。信号处理对信号进行某种变换或运算（如滤波、变换、增强、压缩、估计、识别等）。信号处理包括时域和频

5、域处理，滤波是信号处理的另一个重要内容。backwww.seu.edu.cn第四节测试信号的描述测试信号通常指的是被测对象的运动或状态信息。在工程测试中，有的信号可以用数学公式来精确描述，而大量的测试信号却只能用数学公式来近似描述。www.seu.edu.cn第四节测试信号的描述复指数信号或式中，s=σ+jω；k、σ与ω皆为实数。实际上复指数信号并不存在，但它概括了多种信号。连续时间信号的描述1a)ω=0b)σ=0c)σ>0d)σ<0www.seu.edu.cn第四节测试信号的描述抽样函数当t=±π,±2π,…

6、,±nπ时，函数值等于零，但定义sinc0=1。抽样函数具有以下性质www.seu.edu.cn第四节测试信号的描述单位阶跃函数在跳变点t=0处，函数值无定义，或在t=0处用u(t)的左右极限的平均值规定函数值u(0)=1/2。对于一个具有延时t0的单位阶跃函数可以表示为www.seu.edu.cn第四节测试信号的描述幅值为1，宽度为τ的矩形脉冲可表示为符号函数sgn(t)的表示如下www.seu.edu.cn第四节测试信号的描述单位冲激函数δ(t)δ(t)函数也可以定义为www.seu.edu.cn第四节测试

7、信号的描述δ(t)函数的主要性质1.抽样特性2.偶函数www.seu.edu.cn第四节测试信号的描述3.积分特性反之，www.seu.edu.cn第四节测试信号的描述离散时间信号常用序列x(n)来表示，其中n为整数，表示序号。该序列用数列表示为常见的序列有单位抽样序列、单位阶跃序列、斜变序列、正弦序列、复指数序列等。离散时间信号的描述2backwww.seu.edu.cn第五节信号与系统从信号的角度，称系统的输入为“输入信号”，系统的输出为“输出信号”，统称“测试信号”。系统分为连续时间系统（模拟系统）和离散

8、时间系统（数字系统）。将用于信号进行分析和处理的测试系统称为信号处理系统。比较典型的信号处理系统是模拟或数字滤波器以及其他更广泛意义上的滤波器。信号处理系统可分成两大类：模拟信号处理系统和数字信号处理系统。www.seu.edu.cn第五节信号与系统（一）模拟信号处理系统系统的输入x(t)和输出y(t)都是模拟信号，常用的模拟系统有：模拟电路系统（R，L，C等）、机械系统、机电混合系统