[理学]地震勘探chapter22.ppt

* 第二章 地震信号的频谱分析 内容 第一节 频谱分析概述 第二节：Fourier展式的重要性质 第四节：地震波频谱的特征 第三节：频谱资料的获得和整理 第一节 频谱分析概述 一、频谱的基本概念： 1. 频谱：一个复杂的振动信号可以看成是由许多简谐分量叠加而成，组成这个复杂振动的各个谐振动分量的特征与其频率的关系总和就称为这个振动的频谱。 其中包括： 2.合成复杂振动的实例 许多简谐振动合成一个复杂振动 图2-`-2 许多简谐振动合成一个复杂的脉冲信号 图2-1-3 能用简谐分量合成的任意曲线 狄利克莱（Dirichlet)条件： （1）连续（除有限个第一类间断点—可去和跳跃）。 （2）只有有限个极值点。 图2-1-4不满足“Dirichlet条件”的振动曲线 3. 复杂振动的分解 二、频谱的主要特征、振幅谱和相位谱 每一个简谐分量都具有各自的振幅、频率和初相位。组成信号的各个简谐分量利用频率和振幅的关系作图得振幅谱；利用频率和相位的关系作图即得相位谱。 2. 周期性信号的谱----线谱 1. 振幅谱和相位谱 脉冲信号的谱---连续谱 0 频率是连变化的(间隔趋近于0) 3. 非周期信号的谱---连续谱 4.频谱的认识 不同乐器发出同一音调时振动图和频谱 （a) 小提琴 （b) 钢琴 4. 振幅谱的意义 (1)频率成分 (2)每一个频率分量的幅度的大小 注：由于频率是连续分布的，在dw内有无限多个频率，由于dw趋于0可认为频率都等于，相位也都相等w1+argS(w). 合振幅= | S（w1）|dw 三、获取频谱的方法 1. 信号用解析表达式给出，通过Fourier(级数和积分)变换求出 Fourier正反变换 2. 已知信号图形，但不知道具体函数关系f(t): （1）模拟信号----频谱分析仪 （2） 数字信号---离散的Fourier变换或FFT求出 （3）实际应用---根据需要开时窗做FFT 4. 频谱参数 主频：频谱极大值所对应的频率 带宽：振幅谱中的振幅值归1化后等于最大值的0.707倍处的两个频率之间的宽度。 频谱的主要参数 可找出对应于 的两个频率值f1 和f2且把 叫做频带宽度，f1 、f2反映了绝大部分能量集中的频率范围， 给出这个范围的宽窄度。 第二节：Fourier展式的重要性质 一、唯一性定理 给定了一个函数 ，只能求出一种展式 ，反过来给定 只能求出一个函数 和 一一对应 二 三 三 四 五 10 23 33 31 30.5 28 24 *