傳感與測(cè)試技術(shù)-信號(hào)及其描述ppt課件

1、1第一章第一章 信號(hào)及其描述信號(hào)及其描述第三節(jié)第三節(jié) 瞬變非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜瞬變非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求掌握瞬變非周期信號(hào)傅立葉變換的方法掌握瞬變非周期信號(hào)傅立葉變換的方法了解傅立葉變換的性質(zhì)了解傅立葉變換的性質(zhì)2第三節(jié)第三節(jié) 瞬變非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜瞬變非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜非周期信號(hào)：確定性信號(hào)中不是周期信號(hào)的信號(hào)非周期信號(hào)：確定性信號(hào)中不是周期信號(hào)的信號(hào)準(zhǔn)周期信號(hào)：各簡(jiǎn)諧成分的頻率比不是有理數(shù)，但這種信號(hào)有離散的頻譜。準(zhǔn)周期信號(hào)：各簡(jiǎn)諧成分的頻率比不是有理數(shù)，但這種信號(hào)有離散的頻譜。瞬變非周期信號(hào)：連續(xù)的頻譜瞬變非周期信號(hào)：連續(xù)的頻譜3第三節(jié)第三節(jié) 瞬變非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜瞬

2、變非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜傅里葉變換傅里葉變換對(duì)于非周期信號(hào)的理解對(duì)于非周期信號(hào)的理解 如果在表示周期信號(hào)如果在表示周期信號(hào)x x( (t t) )的傅立葉級(jí)數(shù)中令周期的傅立葉級(jí)數(shù)中令周期T T0 0，則在整個(gè)時(shí)，則在整個(gè)時(shí)間內(nèi)表示間內(nèi)表示x x( (t t) )的傅立葉級(jí)數(shù)也能在整個(gè)時(shí)間內(nèi)表示非周期信號(hào)。的傅立葉級(jí)數(shù)也能在整個(gè)時(shí)間內(nèi)表示非周期信號(hào)。x x( (t t) )的指數(shù)傅立葉級(jí)數(shù)可寫為的指數(shù)傅立葉級(jí)數(shù)可寫為 其中其中 ntjnnectx0 2200001TTtjnndtetxTc4第三節(jié)第三節(jié) 瞬變非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜瞬變非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜周期函數(shù)的指數(shù)傅立葉級(jí)數(shù)周期函數(shù)的指數(shù)傅立葉級(jí)

3、數(shù)T T0 0，周期信號(hào)頻譜譜線，周期信號(hào)頻譜譜線 的頻率間隔的頻率間隔 趨于無窮小，趨于無窮小，變?yōu)樽優(yōu)閐 d，n n0 0變?yōu)檫B續(xù)變量變?yōu)檫B續(xù)變量，求和符號(hào)，求和符號(hào)變?yōu)榉e分符號(hào)，于是變?yōu)榉e分符號(hào)，于是 dedtetxedtetxdtxtjtjtjtj212)( ntjnTTtjnedtetxTtx00002201002TX()003050704A 4A3 4A5 4A7 5如果設(shè)如果設(shè)則則稱稱 dtetxXtj21 deXtxtj)(txFT IFT)( X dedtetxtxtjtj21)(6例子例子典型波形是矩形窗函數(shù)的頻譜（矩形脈沖函數(shù)）。典型波形是矩形窗函數(shù)的頻譜（矩形脈沖函數(shù)）

4、。 2021TtTttwfTTsincfTfTTsin)(21fTjfTjeefj dtetwfWftj2222TTftjdte7傅里葉變換的主要性質(zhì)傅里葉變換的主要性質(zhì)線性疊加性線性疊加性)()(tbytax)()(fbYfaX8方波分量波形方波分量波形9對(duì)稱性對(duì)稱性)(tX)(fx )(tx)( fX10時(shí)間尺度改變特性時(shí)間尺度改變特性時(shí)域擴(kuò)展，頻域壓縮。時(shí)域壓縮，頻域擴(kuò)展。11時(shí)移和頻移特性時(shí)移和頻移特性信號(hào)在時(shí)域中延遲信號(hào)在時(shí)域中延遲t0秒，其在頻域中相位延遲秒，其在頻域中相位延遲2f t0信號(hào)在頻域中移動(dòng)信號(hào)在頻域中移動(dòng)f0，其在時(shí)域中乘，其在時(shí)域中乘)(0ttx 02)(ftjef

5、X tfjetx02)( )(0ffX tfje0212傅里葉變換的應(yīng)用傅里葉變換的應(yīng)用傅立葉變換紅外光譜傅立葉變換紅外光譜FTIR儀器儀器 當(dāng)紅外光穿過一個(gè)有機(jī)化合物的樣品時(shí)，它的當(dāng)紅外光穿過一個(gè)有機(jī)化合物的樣品時(shí)，它的某些頻率的波長(zhǎng)被吸收，而其他頻率波長(zhǎng)穿某些頻率的波長(zhǎng)被吸收，而其他頻率波長(zhǎng)穿透樣品沒有被吸收。如果我們把吸光率或者透樣品沒有被吸收。如果我們把吸光率或者透射率對(duì)頻率或者波長(zhǎng)作圖，那么得到的就透射率對(duì)頻率或者波長(zhǎng)作圖，那么得到的就是一個(gè)紅外光譜圖。是一個(gè)紅外光譜圖。13傅里葉變換的應(yīng)用傅里葉變換的應(yīng)用傅立葉變換紅外光譜在刑事技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用傅立葉變換紅外光譜在刑事技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)

6、用案例資料案例一、案例資料案例一、 2003年年3月月7日，長(zhǎng)春市二道區(qū)居民張日，長(zhǎng)春市二道區(qū)居民張XX(女、女、25歲歲)被殺死被殺死在家中。經(jīng)勘查現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，在犯罪嫌疑人打碎玻璃逃跑的出口處提取單根纖在家中。經(jīng)勘查現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，在犯罪嫌疑人打碎玻璃逃跑的出口處提取單根纖維，同時(shí)通過排查提取六名嫌疑人衣服纖維。要求我們進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)。經(jīng)紅維，同時(shí)通過排查提取六名嫌疑人衣服纖維。要求我們進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)。經(jīng)紅外顯微鏡及掃描電鏡外顯微鏡及掃描電鏡/能譜儀檢驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)遺留的單根纖維為聚丙烯腈能譜儀檢驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)遺留的單根纖維為聚丙烯腈( 腈綸腈綸)與與犯罪嫌疑人中一名李姓的淺灰色上衣纖維相同。在證據(jù)面前犯罪嫌疑人供

7、認(rèn)犯罪嫌疑人中一名李姓的淺灰色上衣纖維相同。在證據(jù)面前犯罪嫌疑人供認(rèn)不諱。不諱。14傅里葉變換的應(yīng)用傅里葉變換的應(yīng)用案例二、案例二、2004年年4月月20日日21時(shí)時(shí)10分許，在吉林省分許，在吉林省202省道省道155km100m處發(fā)生肇處發(fā)生肇事逃逸案，朱成哲當(dāng)場(chǎng)死亡。經(jīng)偵查發(fā)現(xiàn)一無牌車有作案嫌疑。將無牌車左事逃逸案，朱成哲當(dāng)場(chǎng)死亡。經(jīng)偵查發(fā)現(xiàn)一無牌車有作案嫌疑。將無牌車左側(cè)前翼板及朱成哲上衣送到我室，要求對(duì)車上涂料與衣服上附著涂料進(jìn)行對(duì)側(cè)前翼板及朱成哲上衣送到我室，要求對(duì)車上涂料與衣服上附著涂料進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)。我們采用漫反射傅立葉紅外光譜法及掃描電鏡比檢驗(yàn)。我們采用漫反射傅立葉紅外光譜法及掃

8、描電鏡/能譜儀檢驗(yàn)，無牌車能譜儀檢驗(yàn)，無牌車左側(cè)前翼板上的表漆、中層漆與朱成哲上衣上附著的涂料具有相同的有機(jī)、左側(cè)前翼板上的表漆、中層漆與朱成哲上衣上附著的涂料具有相同的有機(jī)、無機(jī)成分。證據(jù)面前肇事逃逸者只好供認(rèn)了把人壓死后僥幸逃逸的事實(shí)。無機(jī)成分。證據(jù)面前肇事逃逸者只好供認(rèn)了把人壓死后僥幸逃逸的事實(shí)。15傅里葉變換的應(yīng)用傅里葉變換的應(yīng)用案例三、案例三、2004年年1月月17日，長(zhǎng)春市某大企業(yè)的財(cái)務(wù)室被盜，犯罪嫌疑人利用電日，長(zhǎng)春市某大企業(yè)的財(cái)務(wù)室被盜，犯罪嫌疑人利用電焊切割保險(xiǎn)柜焊切割保險(xiǎn)柜，偵查人員在現(xiàn)場(chǎng)遺留的焊條上提取微量黑色物質(zhì)。要求我，偵查人員在現(xiàn)場(chǎng)遺留的焊條上提取微量黑色物質(zhì)。要求

9、我們鑒定為何種物質(zhì)，我們將檢材直接置于歐米采樣器上攝譜，得到了比較滿們鑒定為何種物質(zhì)，我們將檢材直接置于歐米采樣器上攝譜，得到了比較滿意的譜圖，鑒定結(jié)論為橡膠。幾天后，偵查人員將犯罪嫌疑人的鞋子送來要意的譜圖，鑒定結(jié)論為橡膠。幾天后，偵查人員將犯罪嫌疑人的鞋子送來要求比對(duì)檢驗(yàn)，結(jié)論與現(xiàn)場(chǎng)提取的橡膠相同。求比對(duì)檢驗(yàn)，結(jié)論與現(xiàn)場(chǎng)提取的橡膠相同。 16第一章第一章 信號(hào)及其描述信號(hào)及其描述第四節(jié)第四節(jié) 隨機(jī)信號(hào)隨機(jī)信號(hào)學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求掌握平穩(wěn)隨機(jī)過程的概念掌握平穩(wěn)隨機(jī)過程的概念了解隨機(jī)信號(hào)的主要特征參數(shù)了解隨機(jī)信號(hào)的主要特征參數(shù)17一、概述一、概述樣本函數(shù)：對(duì)隨機(jī)信號(hào)按時(shí)間歷程所作的各次長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)記

10、錄，記作樣本函數(shù)：對(duì)隨機(jī)信號(hào)按時(shí)間歷程所作的各次長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)記錄，記作樣本記錄：有限時(shí)間區(qū)間內(nèi)的樣本函數(shù)。樣本記錄：有限時(shí)間區(qū)間內(nèi)的樣本函數(shù)。隨機(jī)過程：在相同試驗(yàn)條件下，全部樣本函數(shù)的集合，即隨機(jī)過程：在相同試驗(yàn)條件下，全部樣本函數(shù)的集合，即 txi ,21txtxtxtxi 非平穩(wěn)過程非平穩(wěn)過程非各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程非各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程平穩(wěn)過程平穩(wěn)過程隨機(jī)過程隨機(jī)過程18一、概述一、概述平穩(wěn)過程：是指其統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)不隨時(shí)間而變化的隨機(jī)過程。平穩(wěn)過程：是指其統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)不隨時(shí)間而變化的隨機(jī)過程。與與將集合中所有樣本函數(shù)對(duì)同一時(shí)刻將集合中所有樣本函數(shù)對(duì)同一時(shí)刻t ti i

11、的觀測(cè)值取平均是集合平均；把按單個(gè)樣本的時(shí)的觀測(cè)值取平均是集合平均；把按單個(gè)樣本的時(shí)間歷程進(jìn)行平均的計(jì)算叫做時(shí)間平均間歷程進(jìn)行平均的計(jì)算叫做時(shí)間平均. .隨機(jī)過程的各種平均值是按集合平均來計(jì)算隨機(jī)過程的各種平均值是按集合平均來計(jì)算的的19一、概述一、概述各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程：在平穩(wěn)隨機(jī)過程中，若任一單個(gè)樣本函數(shù)的各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程：在平穩(wěn)隨機(jī)過程中，若任一單個(gè)樣本函數(shù)的時(shí)間平均統(tǒng)計(jì)特征時(shí)間平均統(tǒng)計(jì)特征= =集合平均統(tǒng)計(jì)特征集合平均統(tǒng)計(jì)特征則稱其為各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程。則稱其為各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過程。20二、隨機(jī)信號(hào)的主要特征參數(shù)二、隨機(jī)信號(hào)的主要特征參數(shù)均值、方差和均方值均值、方差和均方值概率密度函數(shù)概率密度函數(shù)自相關(guān)函數(shù)自相關(guān)函數(shù)功率譜密度函數(shù)功率譜密度函數(shù)21二、隨機(jī)信號(hào)的主要特征參數(shù)二、隨機(jī)信號(hào)的主要特征參數(shù)均值：信號(hào)的常值分量均值：信號(hào)的常值分量方差：信號(hào)的波動(dòng)分量方差：信號(hào)的波動(dòng)分量均方根值：隨機(jī)信號(hào)的強(qiáng)度均方根值：隨機(jī)信號(hào)的強(qiáng)度 ttxTTTxd10lim ttxTTxTxd1202lim ttxTTTxd1022lim 22二、隨機(jī)信號(hào)的主要特征參數(shù)二、隨機(jī)信號(hào)的主要特征參數(shù)概率密度函數(shù)：信號(hào)的幅值落在指定區(qū)間的概率。概率密度函