數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)詳解

1、數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)詳解演示文稿第1頁，共70頁。（優(yōu)選）數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第2頁，共70頁。 1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述 1.2 數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù) 1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 1.5 數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)的發(fā)展方向第3頁，共70頁。 數(shù)據(jù)采集是指把被測對象的各種參量（物理量、化學(xué)量、生物量等）通過傳感元件作適當(dāng)變化后，再經(jīng)過信號調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E，最后送到控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或存儲的過程。 涉及的學(xué)科：測試與儀器、信息與通信、計(jì)算機(jī)。1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述一、數(shù)據(jù)采集的定義：第4頁，共70頁。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)與外部世界的橋梁，是獲取

2、信息的重要途徑。 數(shù)據(jù)采集技術(shù)是信息科學(xué)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述二、數(shù)據(jù)采集的意義：第5頁，共70頁。數(shù)據(jù)采集：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的首要功能信號處理：模擬、數(shù)字、開關(guān)信號處理二次數(shù)據(jù)計(jì)算：平均、累計(jì)、變化率、差值、最大值、最小值數(shù)據(jù)存儲、顯示或打?。喝藱C(jī)聯(lián)系：系統(tǒng)設(shè)置等1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述三、數(shù)據(jù)采集的功能：第6頁，共70頁。1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述一般由計(jì)算機(jī)控制：簡化設(shè)計(jì)、完善功能；軟件的作用越來越大；數(shù)據(jù)采集與處理一體化；數(shù)據(jù)采集的實(shí)時性；集成度越來越高；總線技術(shù)廣泛應(yīng)用。四、現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)：第7頁，共70頁。1.2數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù) 數(shù)據(jù)采集系

3、統(tǒng)中涉及到的相關(guān)技術(shù)大體如下： 傳感器技術(shù)、模擬信號處理技術(shù)、A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換、信號處理技術(shù)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)抗干擾技術(shù)、誤差分析與處理、人機(jī)接口技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲與打印、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)。第8頁，共70頁。1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由硬件和軟件組成。 從硬件方面來看，有三種結(jié)構(gòu)形式： 微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、 集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。第9頁，共70頁。1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 一、 微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 由傳感器、模擬多路開關(guān)、程控放大器、采樣/保持器、A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)及外設(shè)等部分組成。微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖 第10頁，共70頁。1

4、.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 一、 微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)、對環(huán)境的要求不高、成本低、微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的一個基本組成部分、微型計(jì)算機(jī)的各種I/O模塊及軟件都比較齊全，很容易構(gòu)成系統(tǒng)，便于使用和維護(hù)。第11頁，共70頁。傳感器： 完成非電量到電量的轉(zhuǎn)換過程。 傳感器的種類很多，比如專門用于溫度檢測的金屬熱電阻、熱敏電阻、熱電偶；用于位移檢測的電容傳感器、電感傳感器；用于壓力檢測的電阻應(yīng)變片、壓電傳感器等。1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 一、 微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 第12頁，共70頁。程控放大器： 用于放大和緩沖輸

5、入模擬信號。類型有測量放大器、隔離放大器、程控放大器等。1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 一、 微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 濾波器： 濾波器的類型有低通、高通、帶通濾波器。一般都采用有源濾波器。 第13頁，共70頁。1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 一、 微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 多路模擬開關(guān)： 實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換器的復(fù)用，以簡化電路，降低成本。 多路模擬開關(guān)用在轉(zhuǎn)換速率不高的場合。 由N個通道選擇信號選擇2N個模擬通道之一。第14頁，共70頁。采樣/保持器： A/D轉(zhuǎn)換需要一定的時間，在這段時間內(nèi)希望A/D轉(zhuǎn)換器輸入端的模擬信號大小不改變，以保證轉(zhuǎn)換精度。 采樣保持器的使用可以提高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率。

6、1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 一、 微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 第15頁，共70頁。A/D轉(zhuǎn)換器： A/D轉(zhuǎn)換器是整個模擬通道部分的核心，其作用是完成模擬采樣信號的量化與編碼。 A/D轉(zhuǎn)換器的輸出可以并行或者串行送給計(jì)算機(jī)。1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 一、 微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 第16頁，共70頁。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及外設(shè)： 負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的工作進(jìn)行管理和控制，并對采集到的數(shù)據(jù)做必要的處理，然后根據(jù)需要來顯示和打印。 1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 一、 微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 第17頁，共70頁。 由若干個數(shù)據(jù)采集站和一臺上位機(jī)及通信線路組成。 數(shù)據(jù)采集站：由單片機(jī)數(shù)據(jù)采集裝置構(gòu)成。 上位機(jī)

7、：為微型計(jì)算機(jī)，配置有打印機(jī)和繪圖機(jī)。二、集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖 第18頁，共70頁。三、分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 第19頁，共70頁。 一個分布式網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)表示三個模塊，并分別在測量節(jié)點(diǎn)、測量分析服務(wù)器和測量瀏覽器中實(shí)現(xiàn) 。 測量節(jié)點(diǎn)是能在網(wǎng)絡(luò)中單獨(dú)使用的數(shù)據(jù)采集設(shè)備。它們的形式有數(shù)據(jù)I/O模塊（Field Point），或者與網(wǎng)絡(luò)相連的高速數(shù)據(jù)采集單元，或者是連接到網(wǎng)絡(luò)上的配置測量插卡的計(jì)算機(jī)（PXI RT）。這些測量節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，并具有一定的數(shù)據(jù)分析功能，可以將原始數(shù)據(jù)或分

8、析后的數(shù)據(jù)信息發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)中。 1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 三、分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第20頁，共70頁。1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 三、分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 測量服務(wù)器是一臺網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)，它能夠管理大容量數(shù)據(jù)通道、進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)監(jiān)控，用戶也可用它們來存儲數(shù)據(jù)并對測量結(jié)果進(jìn)行分析處理. 測量瀏覽器是一臺具有瀏覽功能的計(jì)算機(jī)，用來察看測量節(jié)點(diǎn)或測量服務(wù)器所發(fā)布的測量結(jié)果或經(jīng)過分析的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的虛擬儀器執(zhí)行 3個任務(wù)：采集、分析和顯示。而分布式系統(tǒng)將這些任務(wù)在網(wǎng)上分布處理，用戶可以在多方面提升測量和自動化系統(tǒng)的性能。第21頁，共70頁。分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)： (1)系統(tǒng)的適應(yīng)能力強(qiáng)：無論

9、是大規(guī)模的系統(tǒng)還是中小規(guī)模的系統(tǒng)，分布式系統(tǒng)都能夠適應(yīng)，可以通過選用適當(dāng)數(shù)量的數(shù)據(jù)采集站來構(gòu)成相應(yīng)規(guī)模的系統(tǒng)。 (2)系統(tǒng)的可靠性高。由于采用多個以單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集站，若某個數(shù)據(jù)采集站出現(xiàn)故障，只會影響某項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集，而不會對系統(tǒng)的其它部分造成任何影響。 1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 三、分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第22頁，共70頁。分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)：(3)系統(tǒng)的實(shí)時響應(yīng)性好。由于系統(tǒng)中各個數(shù)據(jù)采集站之間是真正并行工作的，所以系 統(tǒng)的實(shí)時響應(yīng)性較好。 (4)對系統(tǒng)硬件的要求不高。由于分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用了多機(jī)并行處理方式，所以每 一個單片機(jī)只完成數(shù)量十分有限的數(shù)據(jù)采集和處理任務(wù)，因此

10、，它對硬件的要求不高.1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 三、分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)第23頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 一、信號分類1、按照信號特性分：第24頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 一、信號分類2、按信號的紀(jì)錄方法分：1) 模擬信號 2）數(shù)字信號 3) 狀態(tài)信號 第25頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 一、信號分類3、機(jī)電系統(tǒng)中涉及的信號： 1）幾何參數(shù)，如尺寸、位置、形貌等 2）負(fù)荷類參數(shù)：力、功率、壓力等 3）運(yùn)動參數(shù)：位移、速度、加速度等 4）狀態(tài)參數(shù)：如啟、停、開、有、無、關(guān)等 5）其他：如圖像、聲音、聲發(fā)射、溫度、濕 度第26頁，共70頁。1.4

11、數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析平均功率 1、周期數(shù)字信號的幅值分析: 有效值 平均功率 有效值 第27頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析1、周期數(shù)字信號的幅值分析: 峰值是指分析區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的最大幅值，即單峰值、可以是正峰值或負(fù)峰值的絕對值。峰值反映了信號的瞬時最大作用強(qiáng)度。雙峰值又稱峰-峰值(peak-Peak)，是指正、負(fù)峰值(最小值)問的差、它不僅反映了信號的瞬時作用強(qiáng)度，還反映了信號幅值的變化范圍和偏離中心位置的情況。峰值 雙峰值 第28頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析2、隨機(jī)數(shù)字信號的統(tǒng)計(jì)特征分析1) 信號的均值、方差與均方值分析 設(shè)有

12、離散序列信號xn ， (1)均方值計(jì)算 直接算法： 遞推算法： 第29頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析2、隨機(jī)數(shù)字信號的統(tǒng)計(jì)特征分析1) 信號的均值、方差與均方值分析(2) 方差計(jì)算直接算法： 遞推算法： 方差是樣本相對于均值波動的動態(tài)分量，反映了隨機(jī)信號的分散程度。第30頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析2、隨機(jī)數(shù)字信號的統(tǒng)計(jì)特征分析1) 信號的均值、方差與均方值分析（3）均方值計(jì)算直接算法： 遞推算法： 隨機(jī)信號的均方值反映x(t)相對零值的波動程度，是信號的動態(tài)分量。第31頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析2、隨機(jī)數(shù)字信

13、號的統(tǒng)計(jì)特征分析2）概率密度分析（1）基本定義：則概率密度為： 是中心值為x的小區(qū)間已知樣本x(t) 是x(t)落在 區(qū)間內(nèi)的時間之和。 第32頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析2、隨機(jī)數(shù)字信號的統(tǒng)計(jì)特征分析2）概率密度分析（1）基本定義：概率密度 第33頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析2、隨機(jī)數(shù)字信號的統(tǒng)計(jì)特征分析2）概率密度分析（2）數(shù)值計(jì)算方法：已知樣本x(t) 則概率密度為： 是中心值為x的小區(qū)間，是 落在 區(qū)間內(nèi)的點(diǎn)數(shù)之和， a,b為x的取值范圍，k為a,b區(qū)間的等分?jǐn)?shù)。第i 點(diǎn)的取值范圍為di-1,di， 第34頁，共70頁。1.4 數(shù)

14、據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析2、隨機(jī)數(shù)字信號的統(tǒng)計(jì)特征分析2）概率密度分析（2）數(shù)值計(jì)算方法令： N0=滿足xnd0的xn的個數(shù) N1=滿足d0 xn d1的xn的個數(shù) N2=滿足d1 xn d2的xn的個數(shù) Ni=滿足di-1 xnb的xn的個數(shù)則概率密度分布為： 第35頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析2、隨機(jī)數(shù)字信號的統(tǒng)計(jì)特征分析2）概率密度分析（3）典型信號的概率密度分布第36頁，共70頁。(a) 正弦波(b)正弦波加隨機(jī)噪聲(c)窄帶隨機(jī)噪聲(d)寬帶隨機(jī)噪聲第37頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析3、波形畸變的概念 測試中由于傳感器、

15、放大器和記錄系統(tǒng)(如示波器振子)的傳遞函數(shù)影響，即它們的幅頻特性和相頻特性的影響，或者其它干擾的影響，往往使測得的復(fù)合波形與真實(shí)波形很不一樣，這中種現(xiàn)象叫做信號波形的畸變。 相位移引起的波形畸變實(shí)例 第38頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析3、波形畸變的概念 （1）儀器設(shè)備特性（靈敏度、幅頻特性、相頻特性等）與被測量的特性要求不匹配； 1）信號畸變的原因理想實(shí)際頻率幅值幅頻特性影響頻率輸入輸出理想實(shí)際靈敏度影響理想實(shí)際相位相頻特性影響儀器設(shè)備特性對信號的影響 第39頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析3、波形畸變的概念 （2）儀器設(shè)備特性（靈敏度、幅頻

16、特性、相頻特性等）存在的固有缺陷 ；1）信號畸變的原因第40頁，共70頁。輸入理想實(shí)際靈敏度影響理想實(shí)際頻率幅值幅頻特性影響理想實(shí)際頻率相位相頻特性影響實(shí)測實(shí)際輸出時間零點(diǎn)飄移的影響實(shí)際實(shí)測輸出時間系統(tǒng)噪聲與振動蕩的影響儀器設(shè)備特性存在的固有缺陷 第41頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析3、波形畸變的概念 （3）測試環(huán)境影響引起的波形畸變； 溫度變化、濕度變化等引起的漂移，傳感器溫度、濕度、輻射等引起的傳感器性能變化，環(huán)境電磁場干擾引起信號波形畸變。 （4）測試系統(tǒng)安裝引起波形畸變 連接件的固有頻率、阻尼特性不滿足要求，安裝引起的寄生振蕩、零點(diǎn)偏移、初始狀態(tài)改變，系統(tǒng)接地

17、不當(dāng)引起的波形畸變等。1）信號畸變的原因第42頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析3、波形畸變的概念（1）失真度的表示2）信號的失真度與信號畸變識別 系統(tǒng)輸入： 系統(tǒng)輸出： 非線性失真度： 諧波失真度： 正常， 正常。 第43頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析3、波形畸變的概念（2） 波形畸變的識別2）信號的失真度與信號畸變識別 理論分析：從物理、力學(xué)的角度，分析被測對象的特點(diǎn)和性能，識別信號是 否畸變； 傳遞函數(shù)分析：分析測試系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，識別出哪些是干擾和畸變信息；實(shí)驗(yàn)觀測法：多種儀器進(jìn)行測試實(shí)驗(yàn)比較、對策是系統(tǒng)進(jìn)行各種標(biāo)定和檢驗(yàn)，識別

18、波形畸變的程度及其產(chǎn)生的原因；被測波形與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)合識別波形畸變。第44頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 二、信號分析3、波形畸變的概念（2） 波形畸變的識別2）信號的失真度與信號畸變識別信號畸變的實(shí)驗(yàn)觀測法：第45頁，共70頁。零輸入測試法 檢驗(yàn)系統(tǒng)零點(diǎn)、漂移、噪聲、干擾等 。系統(tǒng)標(biāo)定測試法 檢驗(yàn)系統(tǒng)線性度、有效測量范圍等 。第46頁，共70頁。諧波輸入測試法 檢驗(yàn)系統(tǒng)幅頻特性、相頻特性、噪聲、干擾等。 脈沖輸入測試法 檢驗(yàn)系統(tǒng)傳遞函數(shù)、共振頻率、動態(tài)特性范圍等。 頻譜分析法 檢驗(yàn)系統(tǒng)傳遞函數(shù)、共振頻率、動態(tài)特性范圍等 。第47頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉

19、變換 1、周期信號的傅里葉級數(shù)（FS）任何一個周期為T的周期信號f(t)，都可以在區(qū)間內(nèi)表示為：這就是f(t)在上述區(qū)間內(nèi)的三角傅里葉級數(shù)表示式，其中：令 則f(t)可表示成： 第48頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 1、周期信號的傅里葉級數(shù)（FS）因?yàn)?為n或頻率的偶函數(shù)， 為奇函數(shù)，則上式可化成，這就是f(t)在上述區(qū)間內(nèi)的指數(shù)傅里葉級數(shù)表示式，其中：第49頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 2、周期信號的頻譜下面介紹十分重要的周期矩形脈沖信號的頻譜。在一個周期T內(nèi)f(t)為：其傅里葉級數(shù)為：第n次諧波的振幅為：第50頁，共70頁。1.4

20、數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 2、周期信號的頻譜單脈沖矩形信號及其頻譜 第51頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 3、傅里葉變換（FT） 設(shè)信號x(t)滿足則有： 通常把 叫做x(t) 的傅里葉變換,x(t)叫做 的逆傅里葉變換, 也可記為： 第52頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 3、傅里葉變換（FT） 把 叫做振幅譜， 叫做相位譜。如圖所示。振幅譜和相位譜 第53頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 3、傅里葉變換（FT） 傅里葉變換的性質(zhì)：（1）線性特性（2）時移特性（3）頻移特性（4）尺度變換特性（5）對稱

21、特性（6）卷積特性第54頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 3、傅里葉變換（FT） 典型信號的傅里葉變換：（1）單位沖激函數(shù)（2）單位階躍函數(shù)（3）符號函數(shù)（4）單邊指數(shù)（5）雙邊指數(shù)（6）單位余弦（7）單位正弦（8）矩形脈沖（門函數(shù)）（9）三角形脈沖（10）沖激序列第55頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 4、序列的傅里葉變換（FT）設(shè)序列x(n)滿足絕對可和的條件，即 則： 把 叫做序列x(n) 的傅里葉變換, x(n)叫做 的逆傅里葉變換。第56頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 4、序列的傅里葉變換（FT）序列傅里

22、葉變換的性質(zhì)：（1）周期性（2）線性（3）時移與頻移（4）時域卷積（5）頻域卷積設(shè) y(n)=x(n)*h(n)， 則設(shè)y(n)=x(n)h(n) ， 則第57頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 5、卷積定理（1）卷積積分設(shè)有兩個函數(shù) ，則卷積積分的定義為： （2）時域卷積定理設(shè) ，則（3）頻域卷積定理設(shè) ，則（4）帕斯維爾(Parseval)定理帕斯維爾定理告訴我們，信號時域的總能量等于頻域的總能量。第58頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 6、離散傅里葉變換（DFT）設(shè)x(n)是一個長度為M的有限長序列，則定義x(n)的N點(diǎn)離散傅里葉變換為（

23、NM）：X(k)的離散傅里葉逆變換為：第59頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 6、離散傅里葉變換（DFT）離散傅里葉變換的性質(zhì)：（1）線性（2）序列的圓周移位一個有限長序列的圓周移位定義為：這里包括三層意思 ：先將進(jìn)行周期延拓： 再進(jìn)行移位： 最后取主值序列： 第60頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 6、離散傅里葉變換（DFT）離散傅里葉變換的性質(zhì)：（3）時域卷積定理設(shè) 和 均為 長度為N的有限長序列， 則：其中 表示作N點(diǎn)循環(huán)卷積。第61頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三、傅里葉變換 6、離散傅里葉變換（DFT）離散傅里葉變換的性質(zhì)：（4）線性卷積設(shè)的 長度為 ， 的長度為 ，它們線性卷積為： 第62頁，共70頁。1.4 數(shù)據(jù)采集信號處理基礎(chǔ) 三