余弦调制三峡大学机械与材料学院.PPT

电感电桥 RC调谐式滤波器的基本特性 1、一阶RC低通滤波器 3、RC带通滤波器 c)调幅波通过系统时的失真：调幅波通过系统时，还将受到系统频率特性的影响。 4.4 模拟数字转换原理 作业 4.1 滤波器作用是什么？理想滤波器的频率特性怎样？ 4.2 实际滤波器的幅频特性怎样？与理想滤波器有何差异？描述实际滤波器的基本参数有哪些？ 4.3 求调幅波 的频谱 b.量化――把采样信号x（nTs）经过舍入变为只有有限个有效数字的数，这一过程称为量化． 若取信号x（t）可能出现的最大值A，令其分为D个间隔，则每个间隔长度为R=A／D，R称为量化增量或量化步长。当采样信号x（nTs）落在某一小间隔内，经过舍入或截尾方法而变为有限值时，则产生量化误差。 量化增量愈大，则量化误差愈大，量化增量大小，一般取决于计算机A/D卡的位数。例如，8位二进制为28=256，即量化电平R为所测信号最大电压幅值的1／256。 c.编码――将离散幅值经过量化以后变为二进制数字的过程。 式中ai 取0或1。 2) A/D转换器的技术指标 　 (1) 分辨率; 用输出二进制数码的位数表示。位数越多，量化误差越小，分辨力越高。常用有8位、10位、12位、16位等。 (2) 转换精度; 转换精度=量程/(A／D转换器的分辨力*0.5) (3) 转换速度; 指完成一次转换所用的时间，如:100ms(10Hz)；10us(100kHz) 2、D/A转换过程和原理 　 1) D/A转换过程 D/A转换器是把数字信号转换为电压或电流信号的装置。 2) D/A转换器的技术指标 　 (1) 分辨率; (2) 转换精度; (3) 转换速度; 4.4.1 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，则x(t)经采样后的离散序列x(n)为： x(n)与x(t)是局部与整体的关系 能否由x(n)唯一确定或恢复出x(t)，或能否通过对x(n)的分析获得x(t)的全部信息是采样最关心的问题。 一、 采样定理 　 1.采样信号的频谱 理想脉冲采样 整理得时域采样信号的频谱： a.时域采样: 采样过程是通过采样脉冲序列p(t)与连续时间信号x(t)相乘来完成的。 2.频混现象 　 频混现象：又称频谱混叠效应，它是由于采样信号频谱发生变化，而出现高、低频成分发生混淆的一种现象。 ωs＞2ωm ωs＜2ωm 混叠总是出现在（n?0）左右两侧的频率处，混叠的后果是原来的高频信号将被误认为是某种相应的低频信号。 发生混叠的高频成分（大于频率）f1和低频成分f2（低于频率）之间满足： 即f1和f2以为轴对称，可以将混叠视为以为轴将高频分量f1折叠至低频分量f2处。因此，称为折叠频率。也称为奈奎斯特（Nyquist）频率。 3.采样定理 　 为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成分的2倍。这是采样的基本法则，称为采样定理，又称时域采样定理。 fs＞2fmax 需要注意的是，在对信号进行采样时，满足了采样定理，只能保证不发生频率混叠，只能保证对信号的频谱作逆傅立叶变换时，可以完全变换为原时域采样信号xs(t)，而不能保证此时的采样信号能真实地反映原信号x(t)。工程实际中采样频率通常大于信号中最高频率成分的3到5倍。 消除混叠的措施 提高采样频率。但提高采样频率将导致在同样信号长度下，采样点数随之提高，增加计算负担。 应用抗混滤波器降低信号中的最高频率。从理论上讲，由于抗混滤波器的非理想特性，信号中高频分量不可能完全衰减，因此不可能彻底消除混叠。 二、 频域采样与栅栏效应 频域采样与时域采样类似，频域采样导致对时域截断信号进行周期延拓，将时域截断信号“改造”为周期信号。 　 频域采样 b.频域采样 X1(ω)= X(ω) δω(ω) 进行逆傅里叶变换后得频域采样后的时间函数： 5 恒带宽、恒带宽比滤波器 　 实际滤波器频率通带通常是可调的，根据实际滤波器中心频率与带宽之问的数值关系，可以分为两种。 2) 恒带宽比带通滤波器 1) 恒带宽带通滤波器 1/3倍频程滤波器 ????????????????????????????????????? ??????????????????????????????? 6 滤波器的应用 超门限报警 案例：旅游索道钢缆检测 由案例提炼的典型实验：钢管无损探伤 滤除信号中的零漂和低