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文档简介

1、3.3 数字信号分析与处理基础,3.3.1 数字信号处理的基本过程,信号预处理：幅值调理、滤波、隔离直流分量、解调等 A/D转换：采样、量化为数字量 数字信号处理器或计算机：信号分析与处理（数据截断、加窗、 奇异点剔除、趋势分离、数字滤波、时域分析、频域分析等） 结果显示：数据或图形显示、D/A、记录、打印等,图3.9 数字信号处理的基本过程框图,数字信号处理的基本过程如图3.9所示,3.3.2 时域采样和采样定理,采样：连续时间信号离散化的过程,采样时间间隔为Ts，或采样频率为 则x(t)经采样后的离散序列为x(n)。那么采样频率应该多大 才能使采样后的序列信号不丢失信息？这由采样定理给 出

2、结论：若使采样后的信号不丢失原信号信息，则应有 ， 为原信号的最高频率。这就是采样定理,下面以图3.10说明采样 定理,图3.10 采样信号的频混现象,在实际应用中，采样频率一般取被采样信号最高频率的34 倍，甚至十倍以上，以提高信号的分析精度,无论采样频率多高，信号不可避免地出现 混叠,3.3.3 量化及量化误差,模拟信号在时域经抽样离散化，然后量化变为数字量,抽样,量化,数字量,在量化过程中，要把离散的模拟量值转化为二进制数，由于 计算机字长的限制，必然会产生量化误差。 例如，模拟量幅值为10V，计算机寄存器的字长为8位，最大 存储数据为 ，则量化误差为,量化误差为小于,3.3.4 信号的

3、截断、能量泄漏及窗 函数,计算机处理的数据长度是有限的，进行数字信号处理必须对过长时间历程的信号进行截断处理。截断相当于对信号进行加窗处理，截断即是将信号乘以时域的有限宽矩形窗函数,即：采样后信号x(t)g(t)经截断成为x(t)g(t)w(t,1）信号的截断与能量 泄漏,矩形窗函数的频谱为无限带宽的sinc函数即使x(t)为带限信号，经截断后必然成为无限带宽信号，这种信号的能量在频率轴分布扩展的现象称为泄漏,用图形表示信号的截断、能量泄漏现象,泄漏,采用其它窗函数。一个好的窗函数应当：主瓣尽可能窄（提高频率分辨力）、旁瓣相对于主瓣尽可能小，且衰减快（减小泄漏,2）几种常用窗函数,1） 矩形窗,减小泄漏的措施,提高截断信号长度，即提高矩形窗宽度，此时sinc函数 主瓣变窄，旁瓣向主瓣密集，由于旁瓣衰减较快，故可 减小泄漏，但显然采样点数随之提高，增加计算负担,2）三角窗,3）汉宁窗（升余弦窗,几种典型窗函数的技术指标,3.3.5 频域采样与栅栏效应,a) 加窗后的图形,b) 频域采样函数,c) 频域采样后的图形,经频域采样后的频谱仅在各采样点上存在，而非采样点的频谱则被“挡住”无法显示（视为0），这种现象称为栅栏效应。显然，采样必然带来栅栏效应。 在时域，只要满足采样定理，栅栏效应不会丢失信号信息 在频域，则有可能丢失的重要的或具有特征的

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