[信息與通信]現(xiàn)代測試技術(shù)---5數(shù)字信號(hào)的獲取與調(diào)理-wenkub.com
2025-02-11 16:24 本頁面
【正文】 欲分辨出三個(gè)頻率，則頻譜 分辨率必須滿足： 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 85頁 共 86頁 N50 10 500sN L f? ? ? ? ?N采樣點(diǎn)數(shù) 為了能應(yīng)用 FFT算法，采樣點(diǎn)數(shù) 可選為 512。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 78頁 共 86頁 對余弦信號(hào)有限化得到信號(hào)的頻譜為中心頻率分別在 處的兩個(gè) sinc函數(shù)的疊加。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 70頁 共 86頁 離散傅立葉變換式的推導(dǎo) 在理解對信號(hào)在時(shí)域上 離散化和有限化 處理過程的基礎(chǔ)上，加深對 采樣定理、頻譜泄漏、柵欄效應(yīng) 等物理概念的理解，從而掌握對信號(hào)進(jìn)行頻譜分析時(shí)，各主要參數(shù)的選擇方法。0111165。 概 述 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 63頁 共 86頁 傅立葉級數(shù) 傅立葉級數(shù)的基本思想 任一周期函數(shù)（信號(hào)）都可由基波及與基波 頻率成整數(shù)倍的幅值不同的三角函數(shù)合成，稱之 為傅立葉級數(shù)。 當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)為 1024點(diǎn) ,DFT要求一百萬次以上計(jì)算量，而 FFT則只要求一萬次。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 54頁 共 86頁 通過加窗控制能量泄漏 ， 減小柵欄效應(yīng)誤差： 加矩形窗 加漢寧窗 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 55頁 共 86頁 167。 從這個(gè)意義上說，能量泄漏誤差不完全是有害的。 則計(jì)算得到的離散頻率點(diǎn)為 : Xs(Fi) ， Fi = i *Fs / N , i = 0， 1， 2， .....， N/2 X(f) f 0 Δf Δ 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 50頁 共 86頁 頻譜的離散取樣造成了柵欄效應(yīng) ， 譜峰越尖銳 ， 產(chǎn)生誤差的可能性就越大 。 )(tWR01t)(tWR0 23123?t( b ) T = 121?( a ) T = 3 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1010123tmm( a ) 窗函數(shù)頻譜圖 ( T = 3 ) 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 . 500 . 51tmm( b ) 窗函數(shù)頻譜圖 ( T = 1 )旁瓣 旁瓣 f f 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 42頁 共 86頁 )(tx R0t A+ A TT?)(|)(| jfWjfX R?f)( tW R0T1 T?t)( jfW R0tT21T21? T2)( tx0t A+ A...... 2A 2A 1f1f? |)(| jfX f)(tx R0t A+ A TT?)(|)(| jfWjfX R?f窗函數(shù) 正弦信號(hào) 正弦信號(hào)的加窗 窗函數(shù)的頻率 正弦信號(hào)的頻譜 皺紋 主瓣 旁瓣 (2).信號(hào)加窗分析與能量泄漏 正弦信號(hào)加窗后的頻譜 . = * = 將截?cái)嘈盘?hào)譜 |X(jf)WR(jf)|與原始信號(hào)譜 X(jf)相比較可知，它已不是原來的兩條譜線，而是兩段振蕩的連續(xù)譜 . 原來集中在 f1處的能量被分散到兩個(gè)較寬的頻帶中去了，這種現(xiàn)象稱之為 頻譜能量泄漏 。 WR(t) 截?cái)嗯c泄漏 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 36頁 共 86頁 周期延拓后的信號(hào)與真實(shí)信號(hào)是不同的 ， 下面我們就從數(shù)學(xué)的角度來看這種處理帶來的誤差情況 。 細(xì)化 FFT 167。 消除趨勢項(xiàng) （ 課堂自學(xué) ） 167。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 28頁 共 86頁 167。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 21頁 共 86頁 頻域采樣 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 22頁 共 86頁 X(0), X(1), X(2), ……, X(n) 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 23頁 共 86頁 每周期應(yīng)該有多少采樣點(diǎn) ？ 最少 2點(diǎn) : 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 24頁 共 86頁 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 25頁 共 86頁 頻域解釋 0 t 0 f 0 t 0 f t 0 0 f 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 26頁 共 86頁 采樣定理 為保證采樣后信號(hào)能真實(shí)地保留原始模擬信號(hào)信息 ， 信號(hào)采樣頻率必須至少為原信號(hào)中最高頻率成分的 2倍 。 ? 轉(zhuǎn)換速度 。常用有 8位、 10位、12位、 16位等。 ? 如， 5V， +/5V， 10V， +/10V等。 頻率混淆現(xiàn)象 167。 0 A t X(0) X(1) X(2) X(3) X(4) ?? )(1 iXNE?通常把研究信號(hào)的構(gòu)成和特征值稱為 信號(hào)分析 ?把信號(hào)經(jīng)過必要的變換以獲取所學(xué)信息的過程稱為 信號(hào)處理 ?模擬信號(hào) 處理系統(tǒng)和 數(shù)字信號(hào) 處理系統(tǒng) 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 8頁 共 86頁 數(shù)字信號(hào)處理的優(yōu)勢 1)用數(shù)學(xué)計(jì)算和計(jì)算機(jī)顯示代替復(fù)雜的電路和機(jī)械結(jié)構(gòu) ???NnnxNtxE022 )(1)]([ 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 9頁 共 86頁 2)計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)發(fā)展的有力推動(dòng) a)多種多樣的工業(yè)用計(jì)算機(jī)。 5V） 和有限帶寬的模擬信號(hào)， 為模擬信號(hào)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換做準(zhǔn)備 ?模擬信號(hào)的數(shù)字化：完成模擬信號(hào)離散采樣和幅值量化及編碼 ， 將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào) 。 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 1頁 共 86頁 《 現(xiàn)代測試技術(shù) 》 5 數(shù)字信號(hào)的獲取與調(diào)理 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 2頁 共 86頁 ? 掌握模擬信號(hào)的數(shù)字化過程相關(guān)概念與應(yīng)用 ? 掌握數(shù)字信號(hào)的預(yù)處理過程相關(guān)概念 與應(yīng)用 ? 掌握數(shù)字信號(hào)處理過程的相關(guān)概念 與應(yīng)用 ? 了解數(shù)字信號(hào)獲取與處理系統(tǒng)相關(guān)概念 本章的學(xué)習(xí)要求： 沈陽航空工業(yè)學(xué)院飛機(jī)設(shè)計(jì)教研室 第 3頁 共 86頁 ?模擬分析法：精度低 、 速度低 、 適應(yīng)性不強(qiáng) 、 需要設(shè)備多等 ?數(shù)字分析方法：精度高 、 工作穩(wěn)定 、
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