测试技术复习ppt课件.ppt

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1、第2章信号的分析与处理第2.1节信号的时域分析一.特征值分析对各态历经随机信号和确定性的连续信号,统计特征计算如下:二.概率密度函数分析特征值分析对各态历经随机信号和确定性的连续信号,统计特征计算如下:二.概率密度函数分析正弦信号正弦加随机噪声窄带随机信号宽带随机信号自相关函数定义自相关函数的性质自相关系数第2.2节信号的相关分析例2.1求正弦函数的自相关函数把解：代入例：求x(t)的自相关函数解：x(t)为瞬态信号互相关函数:互相关系数:图互相关函数的性质1）周期信号与随机信号的互相关函数为零.即相关滤波互相关函数的性质利用

2、互相关函数可识别、提取混淆在噪声中的信号。例：对一个线性系统激振，所测得的振动信号中含有大量的噪声干扰，根据线性系统的频率保持性，只有和激振频率相同的成分才可能是由激振而引起的相应，其他成分均是干扰。即起到一个用相关进行滤波的作用。2）两个不同频率的周期信号，其互相关为零3）互相关函数是可正、可负的实函数。4）两个不同频率的周期信号，其互相关为零2.3信号的频域分析一.巴塞伐尔（Paseval）定理信号在时域中的总能量与信号在频域中的总能量相等由卷积定理即令令将时域转换到频域二、功率谱分析及其应用定义随机信号的自功率谱密度函数

3、（自谱）为：其逆变换为：定义两随机信号的互功率谱密度函数（互谱）为：其逆变换为：例（习题2.5）一线性系统，其传递函数为当输入信号为时，求：Key:解：(1)(2)（由函数的乘积性和付氏变换的频移性）2.4数字信号处理基础二、时域采样和采样定理若原始信号是带限信号，则采样后信号频谱不发生重叠的条件为：fs2fh（如下图）。其中fh为信号中的最高频率。此即为采样定理。fs常取为信号最高频率的3~4倍。采样：连续时间信号离散化的过程如果不能满足采样定理要求，则在采样过程中，时域采样间隔过长，造成频域周期化间隔不够大，在重复频谱

4、交界处出现的局部互相重叠现象，即频率混迭.若频谱叠加出现局部重叠，则合成的总频谱将失去原信号x(t)单独频谱的波形形状，虽经滤波也不能获得x(t)的正确频谱，在时域也无法恢复原波形造成失真。例（习题2.7）对三个余弦信号分别作理想采样，采样频率为f=4Hz，求其三个采样输出序列，画出信号波形和采样点位置，并解释混迭现象。采样频率f=4Hz,则：采样周期T=1/f=1/4秒三、截断、泄漏和窗函数计算机处理的数据长度是有限的，进行数字信号处理必须对过长时间历程的信号进行截断处理。截断相当于对信号进行加窗处理，如无特殊要求，通常截断

5、即是将信号乘以时域的有限宽矩形窗函数：即：采样后信号x(t)s(t)经截断成为x(t)s(t)w(t)。由于矩形窗函数的频谱为无限带宽的sinc函数，所以即使x(t)为带限信号，经截断后必然成为无限带宽信号，这种信号的能量在频率轴分布扩展的现象称为泄漏。显然，此时无论采样频率多高，信号总是不可避免地出现混叠，引起失真。减少泄漏的措施有哪些？提高截断信号长度，即提高矩形窗宽度，此时sinc函数主瓣变窄，旁瓣向主瓣密集，由于旁瓣衰减较快，故可减小泄漏，但显然采样点数随之提高，增加计算负担。四、频域采样与栅栏效应T：信号分析时长。T

6、0：频率为f0信号的周期。上式表明：只有信号的截断长度T为待分析信号周期的整数倍时，才可能使谱线落在f0，获得准确的频谱。此即为整周期截断。整周期采样的结果是使得频域抽样后所拓展的周期时域信号完全等同于实际的周期信号。第五章信号调理、处理和记录一、交流电桥把电容、电感写成矢量形式时，电桥平衡条件式可改写为：写成复指数形式电桥平衡条件为此式成立的条件为等式两边阻抗的模、阻抗角相等a)电容电桥b)电感电桥交流电桥图a的平衡条件图5.3b所示的电感电桥，其平衡条件为图5.3b二、直流电桥电桥的平衡条件电桥的和差特性:4.2调制与解调

7、一、幅值调制与解调则而幅值调制信号的解调同步解调将调幅波再次与原载波信号相乘并通过低通滤波器滤去高频(2f0)信号分量，则可恢复出原来的调制信号。解调的目的是为了恢复被调制的信号。二、调频及其解调振荡器输出的即为被调制了的调频波。a)鉴频器b)频率-电压特性曲线l.根据滤波器的选频特性，低通滤波器：通频带0~f2。高通滤波器：通频带f1~带通滤波器：通频带f1~f2带阻滤波器：通频带0~f3与f4~（阻带：f3~f4）第5.3节滤波器四、恒带宽比与恒带宽滤波器恒带宽比滤波器（恒定百分比带通滤波器）特点：，即品质因数恒定。显

8、然，中心频率f0越高，带宽越大。频率分辨率越低。恒带宽比滤波器组在低频段内频率分辨率较好，在高频段较差。式中，n称为倍频程数，n=1称为倍频程滤波器；n=1/3称为1/3倍频程滤波器。恒带宽滤波器恒带宽滤波器带宽恒定。对于恒带宽滤波器，滤波器的频率分辨率与中心频率无关，因为滤