信號與系統(tǒng)-系統(tǒng)的頻域分析及其應(yīng)用課件

信號與系統(tǒng)SignalsandSystems國家精品課程主教材、北京市精品教材《信號與系統(tǒng)》(第2版)陳后金，胡健，薛健系統(tǒng)的頻域分析及其應(yīng)用連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)連續(xù)信號通過系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析無失真系統(tǒng)與理想低通

抽樣與抽樣定理調(diào)制與解調(diào)離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析

連續(xù)時(shí)間信號的時(shí)域抽樣信號抽樣的理論分析時(shí)域抽樣定理抽樣定理的工程應(yīng)用信號重建實(shí)際應(yīng)用舉例1、信號抽樣的理論分析若連續(xù)信號f(t)的頻譜函數(shù)為F(jw)，則抽樣信號其中：T為抽樣間隔，ws=2p

/T為抽樣角頻率。

理想抽樣信號的頻譜分析的頻譜函數(shù)Fs(jw)為且序列f[k]的頻譜等于抽樣信號的頻譜，即有1、信號抽樣的理論分析

理想抽樣信號的頻譜分析

抽樣信號fs(t)頻譜與抽樣間隔T關(guān)系：1、信號抽樣的理論分析

理想抽樣信號的頻譜分析

抽樣信號fs(t)頻譜與抽樣間隔T關(guān)系：2、時(shí)域取樣定理

若帶限信號f(t)的最高角頻率為ωm，則信號f(t)可以用等間隔的抽樣值唯一地表示。而抽樣間隔T需不大于1/2fm，或最低抽樣頻率fs不小于2fm。若從抽樣信號fs(t)中恢復(fù)原信號f(t)，需滿足兩個(gè)條件：fs

=

2fm為最小取樣頻率，稱為NyquistRate.(1)

f(t)是帶限信號，即其頻譜函數(shù)在|w|>wm各處為零；(2)抽樣間隔T需滿足，或抽樣頻率fs需滿足fs

2fm

（或ωs

2ω

m）

。例1已知實(shí)信號f(t)的最高頻率為fm

(Hz)，試計(jì)算對各信號f(2t)，f(t)*f(2t)，f(t)f(2t)抽樣不混疊的最小抽樣頻率。對信號f(2t)抽樣時(shí)，最小抽樣頻率為4fm(Hz)；對f(t)*f(2t)抽樣時(shí)，最小抽樣頻率為2fm(Hz)；對f(t)f(2t)抽樣時(shí)，最小抽樣頻率為6fm(Hz)。解：根據(jù)信號時(shí)域與頻域的對應(yīng)關(guān)系及抽樣定理得：3、抽樣定理的工程應(yīng)用許多實(shí)際工程信號不滿足帶限條件抗混低通濾波器不同抽樣頻率的語音信號效果比較抽樣頻率fs=44,100Hz抽樣頻率fs=5,512Hz抽樣頻率fs=5,512Hz抽樣前對信號進(jìn)行了抗混疊濾波思考題根據(jù)時(shí)域抽樣定理，對連續(xù)時(shí)間信號進(jìn)行抽樣時(shí)，只需抽樣速率fs

2fm。在工程應(yīng)用中，抽樣速率常設(shè)為fs

(3~5)fm，為什么？若連續(xù)時(shí)間信號f(t)的最高頻率fm未知，如何確定抽樣間隔T？信號重建理想D/A時(shí)域輸入和輸出關(guān)系理想D/A模型框圖4、信號重建由抽樣信號fs(t)

恢復(fù)連續(xù)信號f

(t)hr(t)重建濾波器輸出信號的頻譜Xr(jw)A/TwXs(jw)wm-wmwsam-wsamwsam/2-wsam/2......Hr(jw)AwXr(jw)wm-wm-wsam/2wsam/25、抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例A/DH(z)D/Af(t)f[k]y[k]y(t)利用離散系統(tǒng)處理連續(xù)時(shí)間信號生物醫(yī)學(xué)信號處理鐵路控制信號識別5、抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例生物醫(yī)學(xué)信號處理AdLinkPCI9112A/D,D/ACardPersonalComputersInWindowOperationEnvironmentsAIAODOABCBDB生物信號采集系統(tǒng)組成框圖

5、抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例生物醫(yī)學(xué)信號處理生物信號采集系統(tǒng)接口

5、抽樣定理的實(shí)際應(yīng)