12-测试第二章信号描述-分类2011.pptVIP

第一节 信号的分类与描述 “信号”一词最初起源于“符号”、“记号”，它表示用来作为信息向量的一个物体、一个记号、一种语言的元素、或一个特定的符号等等。 信号是信号本身在其传输的起点到终点的过程中所携带的信息的物理表现。 例如：质量——弹簧系统在受到一个激励后的运动状况，可以通过系统质量块的位移——时间关系来描述。反映质量块位移的时间变化过程的信号则包含了该系统的固有频率和阻尼比的信息。 噪声的概念： 噪声也是一种信号 ； 任何干扰对信号的感知和解释的现象称为噪声。 信号与噪声的区别纯粹是人为的，且取决于使用者对两者的评价标准。 例：齿轮噪声 信号理论必须包括噪声理论。 正余弦信号具有如下的一般表达式 ： 分类依据： 信号的幅值是连续的还是离散的 ； 自变量（即时间t）是连续的还是离散的 。 对于连续信号： 自变量和幅值均为连续的信号称为模拟信号 ； 自变量是连续、但幅值为离散的信号，则称为量化信号。 对于离散信号： 信号的自变量及幅值均为离散的，则称为数字信号 ； 信号的自变量为离散值、但其幅值为连续值时，则称该信号为被采样信号。 信号按形态分类法加以区分的四种形式 华北电力大学机械工程学院 测试技术 * 第二章 信号的描述 本章学习要求： 1.了解信号的定义与分类方法　　　 2.周期和非周期信号频谱 3.傅立叶变换的基本特性 4. 随机信号的描述方法 正弦函数的表达式: 幅值 初相角 角频率 rad/s, ω=2πf f:自然频率 Hz f=1/T, 1/s t T x0 t A 信号的定义:传输信息的载体。是物质并具有能量，描述物理量的变化过程。可通过多种方式描述。 信息：消息、情报或知识，信息本身不是物质、不具有能量 一、信号分类 1 从信号描述上分 --确定性信号与非确定性信号； 2 从信号的幅值和能量上 --能量信号与功率信号； 3 从分析域上 --时域与频域； 4 从连续性 --连续时间信号与离散时间信号； 5 从可实现性 --物理可实现信号与物理不可实现信号。 1.1 确定性信号与非确定性信号 可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。具有不能被预测的特性且只能通过统计观察来加以描述的信号,不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。 信号波形：被测信号信号幅度随时间的变化历程称为信号的波形。 信号的分类主要是依据信号波形特征来划分的 振动弦(声源) 声级计 记录仪 0 A t 信号波形图：用被测物理量的强度作为纵坐标，用时间做横坐标，记录被测物理量随时间的变化情况。 周期信号：经过一定时间可以重复出现的信号 x ( t )　 =　 x ( t + nT ),周期信号一般又分为正余弦信号、多谐复合信号、和伪随机信号. 简单周期信号 复杂周期信号 伪随机信号组成周期信号的一个特殊范畴，它们具有准随机的特性。 图2.2 正、余弦信号 图2.3 伪随机信号 b) 非周期信号：在不会重复出现的信号。分为两类: 准周期信号 准周期信号:由多个周期信号合成，但各周期信号的频率不成公倍数，其合成信号不是周期信号。如：x(t) = sin(t)+sin(√2.t) 瞬态信号 瞬态信号:时间历程短的信号，持续时间有限的信号。 如 x(t)= e-Bt . Asin(2*pi*f*t) c)非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。平稳随机信号：信号的统计特征是时不变的。非平稳随机信号：不具有平稳随机信号特点的随机信号。 噪声信号(平稳) 噪声信号(非平稳) 统计特性变异 1.2 能量信号与功率信号 a)能量信号 在所分析的区间（-∞，∞），能量为有限值的信号称为能量信号，满足条件： 一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号。矩形脉冲、衰减指数信号等均属这类信号。 瞬态信号 b)功率信号 在所分析的区间（-∞，∞），能量不是有限值．此时，研究信号的平均功率更为合适。 一般持续时间无限的信号都属于功率信号。 复杂周期信号 噪声信号(平稳) 1.3 时限与频限信号 a) 时域有限信号 在时间段 (t1，t2)内有定义，其外恒等于零． b) 频域有限信号 在频率区间(f1，f2 )内有定义，其外恒等于零． 三角脉冲信号 正弦波幅值谱 1.4 连续时间信号与离散时间信号 a) 连续时间信号:在所有时间点上有定义 b)离散时间信号:在若干时间点上有定义 幅值连续 幅值不连续 采样信号 华北电力大学机械工程学院 测试技术