第一章-离散时间信号与系统ppt课件

1、2022-1-291:2022-1-292:2022-1-293 axttt aa xtxt M t n x n-1 0 1 2不考虑不考虑.T :2022-1-294T (1)0 T 2T 3T 4T 5T M tt0 T 2T 3T 4T 5Tt p t0 WhenT nnTttM)()( )()()(tMtxtxaa nanaanTttxnTttxtx)()()()()( :2022-1-295)(txa)( jXa dtetxtxFjXtjaaa)()()( dejXjXFtxtjaaa)(21)()(1 )(txa)( jXa)()()()(tMtxFtxFjXaaa )( jXa)

2、( jXa:2022-1-296( )()sjmtmnmM ttnTa essfT 22 s sf 2222)(1)(1TTtjmnTTtjmmdtenTtTdtetMTass TdtetTaTTtjmnms1)(122 mtjmseTtM1)(:2022-1-297 mtjmseTtM1)()(txadtetMtxdtetxjXtjatjaa )()()()(T1s /)(tMF-1 0 1 2 3 4:2022-1-298dtetMtxdtetxjXtjatjaa)()()()( msamtmjajmjXTdtetxTs)(1)(1)(:2022-1-299 2|02|)()(ssaajX

3、jX，)( jXa2s :2022-1-2910sccffTS121Foldover region:2022-1-2911:2022-1-2912MAXS 2:2022-1-291368SMAX Analog input axt:2022-1-2914工程实践中的信号采集工程实践中的信号采集 传感器传感器 Sensors 信号调理信号调理 Signal Conditioning 放大放大/衰减衰减 Amplifier 滤波滤波 Filter 信号转换信号转换 Signal Conversion 将外部信号采入系统将外部信号采入系统CPU、MPU、DSP），），并加以处理，最后输出并加以处理，最

4、后输出:2022-1-2915:2022-1-2916:2022-1-2917:2022-1-2918:2022-1-2919工程设计中的工程设计中的A/D转换过程转换过程多路选择+_A/D转换器模仿模仿信号信号A/D 触发信号触发信号数据缓冲区n1. 信号源控制 通道数 信号类型 (SE/DI) 信号范围 自动通道扫描2. 触发源控制 触发信号源 采样频率3. A/D 数据缓冲区 数据寄存器 FIFO 缓冲区总线（ PCI ）内存(Buffer)4. 数据传输 I/O 指令 DMA 总线主控中断信号中断信号CPU5. 中断信号控制6. A/D 分辨率与数据格式 数据位数 二进制代码或补码 单

5、极性或双极性7. 隔离与非隔离:2022-1-2920:2022-1-2921:2022-1-2922PC Based信号采集系统信号采集系统:2022-1-2923 电力行业电力行业 电力录波：电力录波： 传输电过程的传输电过程的“黑匣子黑匣子”，记录电力的波形，供故，记录电力的波形，供故障事后分析。障事后分析。 32/64通道，每通道采样率通道，每通道采样率5kHz或或10kHz 要求同步采集，有些情况下要求外部触发要求同步采集，有些情况下要求外部触发 (用用GPS信号作同步信号作同步):2022-1-2924 智能交通智能交通 车载车载“黑匣子黑匣子” 动态记录车辆行驶中的各种参数。动态

6、记录车辆行驶中的各种参数。 军用：要求记录点数多、性能高军用：要求记录点数多、性能高 民用：性能要求较低民用：性能要求较低 轨道交通轨道交通 车用控制系统，要求高，双机热备车用控制系统，要求高，双机热备 行车调度行车调度/监控，环境较恶劣监控，环境较恶劣 :2022-1-2925 自动测试自动测试(Automatic Test Equipment) 军用军用ATE系统系统 要求高，一般用要求高，一般用VXI或或PXI实现实现 会用到继电器阵卡、开关卡会用到继电器阵卡、开关卡 任意波形发生器卡、数字存储示波器卡任意波形发生器卡、数字存储示波器卡 芯片测试系统芯片测试系统 IO卡配合低速采集卡卡配

7、合低速采集卡 其它测试设备其它测试设备:2022-1-2926 2|02|)()(ssaajXjX， msaajmjXTjX)(1)(2|),(1)(SaajXTjX :2022-1-292702/s )( jGT 2|02|)(ssTjG，)(txa)()()()( jXjGjXjYaa)( jG)(tg)(txa)()(txtya )( jXa)( jYmsaajmjXTjX)(1)(:2022-1-2928)(txa)( jGTnTtTnTtnTxtxnaa/ )(/ )(sin)()(:2022-1-2929利用利用DAC完成的数模转换完成的数模转换零阶保持器的输出波形零阶保持器的输出

8、波形零阶保持器的幅频特性零阶保持器的幅频特性解码解码零阶保持零阶保持平滑滤波平滑滤波x(n)xa(nT)xa(t)xa(t)理想低通理想低通滤波器滤波器:2022-1-2930)( jXa)( jXa:2022-1-2931)(),.,1(),0(),1(),.,( xxxxxx(n)-3 -2 -1 0 1 2 3n:2022-1-2932 0,00,1)(nnn (n)-3 -2 -1 0 1 2 3n1:2022-1-2933 0,00,1)(nnnuu(n) -2 -1 0 1 2 3 .n:2022-1-2934 NnnNnnRN或或0,010,1)(RN(n)0 1 . N-2 N

9、-1 Nn:2022-1-2935)()()()1()()()()(0NnununRnununknnuNk 0,00,)()(nnanuanxnn:2022-1-2936为模拟频率。为模拟角频率，为数字域频率，fT)/sin()/sin()(/)sin()()sin()(| )()sin()(ssssnTtaafnffnnxfTnnxnTnxtxttx2:2022-1-2937:2022-1-293800sincos)(0 njnenxnj nknkknknkxnxk, 0, 1)()()()( knknnxknkx, 0),()()( :2022-1-2939kknkxnx)()()(:20

10、22-1-2940)(nxT)()(nxTny 在时域离散系统中，最重要和最常用的是线性时不变系统。在时域离散系统中，最重要和最常用的是线性时不变系统。很多物理过程都可用这类系统表征，且便于分析。很多物理过程都可用这类系统表征，且便于分析。:2022-1-2941，综合表示：，齐次性，可加性满足：，若：)()()()()()()()()()()()()()(21211121212211nbynaynbxnaxTnaynaxTnynynxnxTnxTnynxTny:2022-1-2942)()()()(00nnxTnnynxTny线性时不变系统输入与输出之间的关系线性时不变系统输入与输出之间的关

11、系)()()()()()()(nTnhnnhnhnxny 的零状态响应，的零状态响应，系统对于系统对于单位采样响应单位采样响应:2022-1-2943模拟系统的非因果特性不能实现！模拟系统的非因果特性不能实现！数字系统，利用数据存储，可部分实现！数字系统，利用数据存储，可部分实现！:2022-1-2944 nnh)(:2022-1-2945)1()1()()(110 nybnxanxany:2022-1-2946:2022-1-2947:2022-1-2948bnaxnxTckxnxTbnxngnxTannk )()()()()()()()()()(0:Phone连续

12、时间信号连续时间信号复频域分析复频域分析Laplace变换变换( )x t频域分析频域分析()( )j tX jx t edt 傅立叶变换傅立叶变换( )( )stX sx t edtsj s 平面j0 sj0()X j( )X s:离散时间信号离散时间信号复频域分析复频域分析z-变换变换( )x n频域分析频域分析 ()jj nnX ex n e序列的傅立叶变换序列的傅立叶变换 ( )nnX zx n zjzre zRe zIm z01rjze 1r ()jX e ( )X z:z-变换变换 ( )nnX zx n znnx n zM( ) 即：即：:a1nx na u n( )( ) nn

13、nnnX za zazifazthat iszathenX zaz10011( )() ,1,ROC1( )1 ( )zX zza:1( )( )x nZX z101( )( )( )nnB zX zxx zx zA z122( )( )( )()()CCB zABX zA zzazbzczc1( )Res( )nx nX zz:( )x n ( )h n( )y n1.2.3.10( )()()NMkrkry na y nkb x nr( )( )( )( ) ()ky nx nh nx k h nk( )( )( )H zY zX z( )( )nnH zh n z4.()( )( )|j

14、jj nz enH eh n eH z :( )( )( )H zB zA z120121212( )( )1MMNNB zbb zb zb zA za za za z11()( )()MrrNkkzzH zGzp,1,;rz rM Zeros,1,;kp kN Poles:, 01rzr ( )0,0h nn( )nh n :11()( )()MrrNkkzzH zGzpjzre ()arg()11()()()()jMjmjj NMjjH emNjkkecH eGeH eeed : NiiNiijDCAeH11)( NiiNii11)( :()jH e c0222c01 c2c1c22c201 c2c1c22c()jH e c022c()jH e c022c()jH e c022c:Sample axtsf44.1kHz x nS