第1.1章信号及其频谱分析ok

1、第1.1章信号及其频谱分析ok第1页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.1 信号的分类与描述 0At信号波形图：用被测物理量的强度作为纵坐标，用时间做横坐标，记录被测物理量随时间的变化情况。第2页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第一章、信号分析基础 为深入了解信号的物理实质，将其进行分类研究是非常必要的，从不同角度观察信号，可分为： 1 从信号描述上分-确定性信号(可用明确的数学关系描述) 与非确定性信号；2 从信号的幅值和能量上-能量信号与功率信号；3 从分析域上-时域与频域；第3页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第一章、信号

2、分析基础4 从连续性-连续时间信号（任意时间都有确定函数值的信号）-离散时间信号(时间上离散，只在某些不连续的规定瞬时给出函数值)5 从可实现性 -物理可实现信号与物理不可实现信号。第4页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.1 信号的分类与描述 1 确定性信号与非确定性信号 可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。第5页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.1 信号的分类与描述 周期信号：经过一定时间可以重复出现的信号 x ( t ) = x ( t + nT )简单周期信号复杂周期信号第6页，共96页

3、，2022年，5月20日，3点16分，星期六第7页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.1 信号的分类与描述 b) 非周期信号：不会重复出现的信号。 准周期信号:由多个周期信号合成，但各信号频率不成公倍数(无公共周期)。如：x(t) = sin(t)+sin(2t)第8页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六瞬态信号:持续时间有限的信号， 如 x(t)= e-Bt . Asin(2*pi*f*t)第9页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.1 信号的分类与描述 c)非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，所描述物理现象是

4、一种随机过程。 噪声信号(平稳)统计特性变异噪声信号(非平稳)平稳信号的均值和时间无关为常数，自相关函数和起点无关，只和两点的时间差有关。第10页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第11页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.1 信号的分类与描述 2 能量信号与功率信号 a)能量信号 在所分析的区间（-，），能量为有限值的信号称为能量信号，满足条件： 一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号。第12页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第13页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.1 信号的分类与描述 b)功率信号 在所

5、分析的区间（-，），能量不是有限值此时，研究信号的平均功率更为合适。 一般持续时间无限的信号都属于功率信号:第14页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.1 信号的分类与描述 3 时限与频限信号 a) 时域有限信号在时间段 (t1,t2)内有定义，其外恒等于零 b) 频域有限信号在频率区间(f1,f2 )内有定义，其外恒等于零 三角脉冲信号正弦波幅值谱第15页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.1 信号的分类与描述 4 连续时间信号与离散时间信号 a) 连续时间信号:在所有时间点上有定义 b)离散时间信号:在若干时间点上有定义采样信号第16页，共96页

6、，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.1 信号的分类与描述 5 物理可实现信号与物理不可实现信号物理可实现信号：又称为单边信号，满足条件： t0时，x(t) = 0， 即在时刻小于零的一侧全为零。第17页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.1 信号的分类与描述 b) 物理不可实现信号：在事件发生前(t0)就预制信号。第18页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第19页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第20页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第21页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第

7、22页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第23页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第24页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第25页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第一章、信号分析基础1.2 信号的时域波形分析 信号的时域波形分析是最常用的信号分析手段，用示波器、万用表等普通仪器直接显示信号波形，读取特征参数。 第26页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第一章、信号分析基础1、信号波形图 周期T，频率f=1/T峰值PAtT PPp-p双峰值Pp-p第27页，共96页，2022年，5月20日，3

8、点16分，星期六1.2 信号的时域波形分析 4、均值 均值Ex(t)表示集合平均值或数学期望值。均值：反映了信号变化的中心趋势，也称之为直流分量。第28页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.2 信号的时域波形分析 5、均方值 信号的均方值Ex2(t)，表达了信号的强度；其正平方根值，又称为有效值(RMS)，也是信号平均能量的一种表达。 第29页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.2 信号的时域波形分析 6、方差方差：反映了信号绕均值的波动程度。 信号x(t)的方差定义为： 大方差 小方差 第30页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六

9、1.2 信号的时域波形分析 7、波形分析的应用超门限报警 信号类型识别 基本参数识别 Pp-p第31页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.2 信号的时域波形分析 案例：汽车速度测量:第32页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.2 信号的时域波形分析 案例：旅游索道钢缆检测超门限报警 第33页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第34页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第35页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第36页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第37页，共96页，20

10、22年，5月20日，3点16分，星期六第38页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第39页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.3 周期信号的频谱分析 第40页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第41页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第42页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第43页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六例：求下列方波型号的频谱第44页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第45页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第46页，共9

11、6页，2022年，5月20日，3点16分，星期六该周期方波只含有直流分量和奇次谐波分量第47页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第48页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第49页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第50页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第51页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第52页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第53页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第54页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六1.3 非周期信号

12、的频谱分析 第55页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第56页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第57页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第58页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第59页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第60页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第61页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第62页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第63页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第64页，共96页，2022年

13、，5月20日，3点16分，星期六第65页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第66页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第67页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第68页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第69页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第70页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第71页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第72页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第73页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第74页，

14、共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第75页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第76页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第77页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第78页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第79页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第80页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第81页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第82页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第83页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第84页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第85页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第86页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第87页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第88页，共96页，2022年，5月20日，3点16分，星期六第89页，共96页，2022年，5月