机械工程测试技术基础课件_第三版_第一章

第一节 信号的分类与描述 第二节 周期信号与离散频谱 第三节 瞬变非周期信号与连续频谱

第四节 随机信号

第一节 信号的分类与描述一、信号的分类1.确定性信号与随机信号 (1)周期信号 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。 例如，几种参量的单自由度振动系统(见图1-1)

图1-12

第一节 信号的分类与描述一、信号的分类1.确定性信号与随机信号 (2)非周期信号 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1-2所示。

图1-23

第一节 信号的分类与描述一、信号的分类2.连续信号和离散信号 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1-3a所示。 若独立变量取离散值，则称为离散信号。如图1-3b所示。

图1-34

第一节 信号的分类与描述一、信号的分类3.能量信号和功率信号 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。

x 2 (t )dt

1 t2 2 t1 x (t )dt t2 t15

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1-4所示。

图1-46

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1-5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1-57

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1-6所示。

图1-68

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1-7所示。

图1-79

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

有关负频率的说明如图1-8所示。

图1-810

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1-9所示。

图1-911

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。

第二节 周期信号与离散频谱三、周期信号的强度表述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。

第三节 瞬变非周期信号与连续频谱一、傅里叶变换

通常所说的非周期信号是指瞬变非周期信号如图1-11所示。图1-11a为矩 形脉冲信号，图1-11b为指数衰减信号，图1-11c为衰减振荡，图1-11d为 单一脉冲。

图1-11

第三节 瞬变非周期信号与连续频谱一、傅里叶变换

图1-11 非周期性信号15

第三节 瞬变非周期信号与连续频谱一、傅里叶变换求矩形窗函数的频谱，函数如图1-12所示。

图1-1216