传感器与测试技术课件第二章信号分析基础4采样定理

1、传感器与测试技术航海学院第2章 信号分析基础第一篇第一篇 工程测试技术基础工程测试技术基础1.1.了解信号的分类及其定义了解信号的分类及其定义2.2.掌握信号频域描述及其频谱分析掌握信号频域描述及其频谱分析3.3.了解傅里叶变换的概念和性质了解傅里叶变换的概念和性质4.4.了解随机信号的分析方法了解随机信号的分析方法第第2章章 信号分析基础信号分析基础传感器与测试技术航海学院第2章 信号分析基础1 1、测试信号数字化处理的基本步骤、测试信号数字化处理的基本步骤 物理信号物理信号对象对象传传感感器器电信号电信号信信号号调调理理电信号电信号a/d转换转换数字信号数字信号计计算算机机显显示示d/a转

2、换转换控控制制2.5 数字信号处理传感器与测试技术航海学院第2章 信号分析基础（1 1）信号调理）信号调理 目的：是把信号调整成为便于数字处理的目的：是把信号调整成为便于数字处理的形式。它包括形式。它包括: : 1) 1) 电压幅值处理，以满足计算机对输入电压电压幅值处理，以满足计算机对输入电压的要求；的要求； 2)2)过滤信号中的高频噪声；过滤信号中的高频噪声； 3)3)如果信号中不应有直流分量，则隔离信号如果信号中不应有直流分量，则隔离信号中的直流分量；中的直流分量； 4) 4) 如果原信号为调制信号，则应解调。如果原信号为调制信号，则应解调。 信号调整环节应根据测试对象、信号特信号调整环

3、节应根据测试对象、信号特点和数字处理设备的能力安排。点和数字处理设备的能力安排。传感器与测试技术航海学院第2章 信号分析基础（2 2）模数）模数 (a/d) (a/d) 转换转换模数转换包括：模数转换包括： 在时间上对原信号等间隔采样在时间上对原信号等间隔采样; ; 保持和幅值上的量化及编码；保持和幅值上的量化及编码； 把模拟量转换成数字量，即把连续信号变成把模拟量转换成数字量，即把连续信号变成离散的时间序列。离散的时间序列。 （3 3）数字信号分析）数字信号分析 数字信号分析是在信号分析仪或通用的电子数字信号分析是在信号分析仪或通用的电子计算机上进行的。计算机上进行的。传感器与测试技术航海学

4、院第2章 信号分析基础2 2 时域采样和采样定理时域采样和采样定理1) 1) 时域采样：连续时间信号离散化的过程时域采样：连续时间信号离散化的过程：以一定时间间隔对连续时间信号进行取值的过程以一定时间间隔对连续时间信号进行取值的过程 采样结果必须唯一地确定原始信号，所以采样结果必须唯一地确定原始信号，所以采样间隔的选择是一个重要的问题。采样间隔的选择是一个重要的问题。传感器与测试技术航海学院第2章 信号分析基础采样间隔太小采样间隔太小, ,即采样频率高，对定长的时即采样频率高，对定长的时间记录来说其数字序列就很长，使计算工作量间记录来说其数字序列就很长，使计算工作量增大；如果数字序列长度一定，

5、则只能处理很增大；如果数字序列长度一定，则只能处理很短的时间历程，可能产生较大的误差；短的时间历程，可能产生较大的误差；若采样间隔太大，即采样频率低，则可能丢若采样间隔太大，即采样频率低，则可能丢掉有用的信息。采样频率低于信号频率，以掉有用的信息。采样频率低于信号频率，以致不能复原原始信号。致不能复原原始信号。传感器与测试技术航海学院第2章 信号分析基础采样定理采样定理采样定理：采样定理： ，采样频率大于，采样频率大于信号中信号中最最实际采样时，采样频率应选为被处理信号最高频实际采样时，采样频率应选为被处理信号最高频率的率的 2.56 倍以上。倍以上。 fs 2fc高频率的高频率的2倍倍。 fs 称为称为采样频率或奈魁斯特频率采样频率或奈魁斯特频率 传感器与测试技术航海学院第2章 信号分析基础1、信号的分类及特点、信号的分类及特点2、信号频谱分析信号频谱分析的概念：周期信号和非周的概念：周期信号和非周期信号的频谱（重点）期信号的频谱（重点）3、信号频带宽度信号频带宽度的确定的确定4、傅立叶变换的主要性质、傅立叶变换的主要性质5、随