机械工程测试技术基础_第三版_第一章.pptx

第一节信号的分类与描述第三节瞬变非周期信号与连续频谱第四节随机信号第二节周期信号与离散频谱

21确定性信号与随机信号第一节信号的分类与描述一信号的分类周期信号：是按一定时间间隔周而复始重复出现，无始无终的信号。（1）周期信号例如，几种参量的单自由度振动系统（见图11）图11

31确定性信号与随机信号第一节信号的分类与描述一信号的分类确定信号中那些不具有周期重复性的信号称为非周期信号。其图形如图12所示。（2）非周期信号图12

42连续信号和离散信号第一节信号的分类与描述一信号的分类若信号数学表示式中的独立变量取值是连续的，则称为连续信号。如图13a所示。

若独立变量取离散值，则称为离散信号。如图13b所示。图13

53能量信号和功率信号第一节信号的分类与描述一信号的分类当电压信号满足一定条件时：则认为信号的能量是有限的，并称之为能量有限信号。简称能量信号。若信号在区间（∞，∞）的能量是无限的，但它在有限区间的平均功率是有限的。这种信号称为功率有限信号，或功率信号。

6第一节信号的分类与描述二信号的时域描述和频域描述直接测试或记录到的信号，一般是以时间为独立变量的，称其为信号的时域描述。如图14所示。图14

7第一节信号的分类与描述二信号的时域描述和频域描述图15表示的周期方波的时域图形幅频谱和相频谱三者之间的关系。图15

8第二节周期信号与离散频谱一傅里叶级数的三角函数展开式在有限区间内，凡满足狄里赫利条件的周期函数都可以展开称傅里叶级数。周期性三角函数的傅里叶级数如图16所示。图16

9第二节周期信号与离散频谱一傅里叶级数的三角函数展开式周期性三角波的频谱图如图17所示。图17

10有关负频率的说明如图18所示。第二节周期信号与离散频谱二傅里叶级数的复指数函数展开式图18

11第二节周期信号与离散频谱二傅里叶级数的复指数函数展开式正余弦函数的频谱图如图19所示。图19

12第二节周期信号与离散频谱二傅里叶级数的复指数函数展开式周期信号的频谱具有三个特点：1）周期信号的频谱是离散的。2）每条频谱只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数。3）各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。

13周期信号的强度以峰值绝对均值有效值和平均功率来表述。第二节周期信号与离散频谱三周期信号的强度表述

14第三节瞬变非周期信号与连续频谱通常所说的非周期信号是指瞬变非周期信号如图1所示。图1a为矩形脉冲信号，图1b为指数衰减信号，图1c为衰减振荡，图1d为单一脉冲。图1一傅里叶变换

15第三节瞬变非周期信号与连续频谱一傅里叶变换图1非周期性信号

16求矩形窗函数的频谱，函数如图112所示。第三节瞬变非周期信号与连续频谱一傅里叶变换图112

17sincθ的图像如图113所示。第三节瞬变非周期信号与连续频谱一傅里叶变换图113

181奇偶虚实性第三节瞬变非周期信号与连续频谱二傅里叶变换的主要性质一般X(f)是实变量f的复变函数。它可以写成一个信号的时域描述和频域描述依靠傅里叶变换来确立彼此一一对应的关系。

192对称性第三节瞬变非周期信号与连续频谱二傅里叶变换的主要性质对称性举例如图114所示。图114

203时间尺度改变特性第三节瞬变非周期信号与连续频谱二傅里叶变换的主要性质时间尺度改变特性举例如图115所示。图115

214时移和频移特性第三节瞬变非周期信号与连续频谱二傅里叶变换的主要性质在时域中信号沿时间轴平移一常值t0时，则在频域中信号沿频率轴平移一常值f0时，则

225卷积特性第三节瞬变非周期信号与连续频谱二傅里叶变换的主要性质

236微分和积分特性第三节瞬变非周期信号与连续频谱二傅里叶变换的主要性质

241矩形窗函数的频谱第三节瞬变非周期信号与连续频谱三几种典型信号的频谱矩形窗函数的频谱如图112所示。图112

252δ函数及其频谱第三节瞬变非周期信号与连续频谱三几种典型信号的频谱矩形脉冲与δ函数如图116所示。图116

262δ函数及其频谱第三节瞬变非周期信号与连续频谱三几种典型信号的频谱δ函数与其他函数的卷积如图117所示。图117

273正余弦函数的频谱密度函数第三节瞬变非周期信号与连续频谱三几种典型信号的频谱正余弦函数及其频谱如图119所示。图119

284周期单位脉冲序列的频谱第三节瞬变非周期信号与连续频谱三几种典型信号的频谱周期单位脉冲序列及其频谱如图120所示。图120

29第四节随机信号一概述随机信号是不能用确定的数学关系式来描述的，不能预测其未来的任何瞬时值。任何一次观测值只代表在其变动范围中可能产生的结果之一，但其值的变动服从统计规律。随机过程与样本函数如图121所示。图121