傳感器與測(cè)試技術(shù)課件第二章信號(hào)分析基礎(chǔ)4采樣定理

1、傳感器與測(cè)試技術(shù)航海學(xué)院第2章 信號(hào)分析基礎(chǔ)第一篇第一篇 工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)1.1.了解信號(hào)的分類及其定義了解信號(hào)的分類及其定義2.2.掌握信號(hào)頻域描述及其頻譜分析掌握信號(hào)頻域描述及其頻譜分析3.3.了解傅里葉變換的概念和性質(zhì)了解傅里葉變換的概念和性質(zhì)4.4.了解隨機(jī)信號(hào)的分析方法了解隨機(jī)信號(hào)的分析方法第第2章章 信號(hào)分析基礎(chǔ)信號(hào)分析基礎(chǔ)傳感器與測(cè)試技術(shù)航海學(xué)院第2章 信號(hào)分析基礎(chǔ)1 1、測(cè)試信號(hào)數(shù)字化處理的基本步驟、測(cè)試信號(hào)數(shù)字化處理的基本步驟 物理信號(hào)物理信號(hào)對(duì)象對(duì)象傳傳感感器器電信號(hào)電信號(hào)信信號(hào)號(hào)調(diào)調(diào)理理電信號(hào)電信號(hào)a/d轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)顯顯示示d/a轉(zhuǎn)

2、換轉(zhuǎn)換控控制制2.5 數(shù)字信號(hào)處理傳感器與測(cè)試技術(shù)航海學(xué)院第2章 信號(hào)分析基礎(chǔ)（1 1）信號(hào)調(diào)理）信號(hào)調(diào)理 目的：是把信號(hào)調(diào)整成為便于數(shù)字處理的目的：是把信號(hào)調(diào)整成為便于數(shù)字處理的形式。它包括形式。它包括: : 1) 1) 電壓幅值處理，以滿足計(jì)算機(jī)對(duì)輸入電壓電壓幅值處理，以滿足計(jì)算機(jī)對(duì)輸入電壓的要求；的要求； 2)2)過濾信號(hào)中的高頻噪聲；過濾信號(hào)中的高頻噪聲； 3)3)如果信號(hào)中不應(yīng)有直流分量，則隔離信號(hào)如果信號(hào)中不應(yīng)有直流分量，則隔離信號(hào)中的直流分量；中的直流分量； 4) 4) 如果原信號(hào)為調(diào)制信號(hào)，則應(yīng)解調(diào)。如果原信號(hào)為調(diào)制信號(hào)，則應(yīng)解調(diào)。 信號(hào)調(diào)整環(huán)節(jié)應(yīng)根據(jù)測(cè)試對(duì)象、信號(hào)特信號(hào)調(diào)整環(huán)

3、節(jié)應(yīng)根據(jù)測(cè)試對(duì)象、信號(hào)特點(diǎn)和數(shù)字處理設(shè)備的能力安排。點(diǎn)和數(shù)字處理設(shè)備的能力安排。傳感器與測(cè)試技術(shù)航海學(xué)院第2章 信號(hào)分析基礎(chǔ)（2 2）模數(shù)）模數(shù) (a/d) (a/d) 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換模數(shù)轉(zhuǎn)換包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換包括： 在時(shí)間上對(duì)原信號(hào)等間隔采樣在時(shí)間上對(duì)原信號(hào)等間隔采樣; ; 保持和幅值上的量化及編碼；保持和幅值上的量化及編碼； 把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，即把連續(xù)信號(hào)變成把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，即把連續(xù)信號(hào)變成離散的時(shí)間序列。離散的時(shí)間序列。 （3 3）數(shù)字信號(hào)分析）數(shù)字信號(hào)分析 數(shù)字信號(hào)分析是在信號(hào)分析儀或通用的電子數(shù)字信號(hào)分析是在信號(hào)分析儀或通用的電子計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的。計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的。傳感器與測(cè)試技術(shù)航海學(xué)

4、院第2章 信號(hào)分析基礎(chǔ)2 2 時(shí)域采樣和采樣定理時(shí)域采樣和采樣定理1) 1) 時(shí)域采樣：連續(xù)時(shí)間信號(hào)離散化的過程時(shí)域采樣：連續(xù)時(shí)間信號(hào)離散化的過程：以一定時(shí)間間隔對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行取值的過程以一定時(shí)間間隔對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行取值的過程 采樣結(jié)果必須唯一地確定原始信號(hào)，所以采樣結(jié)果必須唯一地確定原始信號(hào)，所以采樣間隔的選擇是一個(gè)重要的問題。采樣間隔的選擇是一個(gè)重要的問題。傳感器與測(cè)試技術(shù)航海學(xué)院第2章 信號(hào)分析基礎(chǔ)采樣間隔太小采樣間隔太小, ,即采樣頻率高，對(duì)定長的時(shí)即采樣頻率高，對(duì)定長的時(shí)間記錄來說其數(shù)字序列就很長，使計(jì)算工作量間記錄來說其數(shù)字序列就很長，使計(jì)算工作量增大；如果數(shù)字序列長度一定，

5、則只能處理很增大；如果數(shù)字序列長度一定，則只能處理很短的時(shí)間歷程，可能產(chǎn)生較大的誤差；短的時(shí)間歷程，可能產(chǎn)生較大的誤差；若采樣間隔太大，即采樣頻率低，則可能丟若采樣間隔太大，即采樣頻率低，則可能丟掉有用的信息。采樣頻率低于信號(hào)頻率，以掉有用的信息。采樣頻率低于信號(hào)頻率，以致不能復(fù)原原始信號(hào)。致不能復(fù)原原始信號(hào)。傳感器與測(cè)試技術(shù)航海學(xué)院第2章 信號(hào)分析基礎(chǔ)采樣定理采樣定理采樣定理：采樣定理： ，采樣頻率大于，采樣頻率大于信號(hào)中信號(hào)中最最實(shí)際采樣時(shí)，采樣頻率應(yīng)選為被處理信號(hào)最高頻實(shí)際采樣時(shí)，采樣頻率應(yīng)選為被處理信號(hào)最高頻率的率的 2.56 倍以上。倍以上。 fs 2fc高頻率的高頻率的2倍倍。 fs 稱為稱為采樣頻率或奈魁斯特頻率采樣頻率或奈魁斯特頻率 傳感器與測(cè)試技術(shù)航海學(xué)院第2章 信號(hào)分析基礎(chǔ)1、信號(hào)的分類及特點(diǎn)、信號(hào)的分類及特點(diǎn)2、信號(hào)頻譜分析信號(hào)頻譜分析的概念：周期信號(hào)和非周的概念：周期信號(hào)和非周期信號(hào)的頻譜（重點(diǎn)）期信號(hào)的頻譜（重點(diǎn)）3、信號(hào)頻帶寬度信號(hào)頻帶寬度的確定的確定4、傅立葉變換的主要性質(zhì)、傅立葉變換的主要性質(zhì)5、隨