武汉理工大学检测技术课件Chapter2

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测试技术基础

第二章 信号及其描述方法

第二章 信号及其描述方法2.1、信号分类与描述 、 2.2、周期信号的频谱分析 、 2.3、非周期信号的频谱分析 、 2.4、信号的时域分析 、 2.5、信号的幅值域分析 、 ▼ ▼ ▼ ▼ ▼

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第二章 信号及其描述方法

2.0 信号与信息的关系信号红灯 亮 黄灯 亮 绿灯 亮

信息 交通信号灯 停止

注意

通行 信息的载体是光信号

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第二章 信号及其描述方法

信息： 信息： 事物运动的状态和方式。不是物质， 事物运动的状态和方式。不是物质，不具有能 却是物质所固有的， 量，却是物质所固有的，是其客观存在或运动状态 的特征。信息的传输却依靠物质和能量。 的特征。信息的传输却依靠物质和能量。 信号： 信号： 具有能量，是某种具体的物理量。 具有能量，是某种具体的物理量。信号的变化 则反映了所携带的信息的变化。 则反映了所携带的信息的变化。m

k x(t ) = X 0 cos( t + 0 ) = X 0 cos(ωt + 0 ) mx(t )

k

信号 信息Xo-幅值，ω -频率，φ0 -初相位。 频率， 初相位。 幅值，

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第二章 信号及其描述方法

2.1 信号的分类与描述为深入了解信号的物理实质， 为深入了解信号的物理实质，研究信号的分类是非常必 要的，从不同角度观察信号： 要的，从不同角度观察信号： 1 按信号随时间的变化特征分类 ——确定性信号与非确定性信号； ▼ 确定性信号与非确定性信号； 确定性信号与非确定性信号 2 按信号幅值随时间变化的连续性分类 ——连续信号与离散信号； 连续信号与离散信号； 连续信号与离散信号 3 按信号的能量特征分类 ——能量信号与功率信号； 能量信号与功率信号； 能量信号与功率信号 4 从分析域上分类 ——时域信号与频域信号； 时域信号与频域信号； 时域信号与频域信号Wuhan University of Technology

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第二章 信号及其描述方法

1. 确定性信号与非确定性信号确定性信号：可用明确数学关系式描述的信号。 确定性信号：可用明确数学关系式描述的信号。 非确定性信号：不能用数学关系式描述的信号。 非确定性信号：不能用数学关系式描述的信号。简单周期信号 周期信号 确定性 信号 一般周期信号 准周期信号

▼ ▼ ▼ ▼ ▼

信号非确定 性信号

非周期信号 瞬态信号 平稳随机信号

非平稳随机信号Wuhan Unive

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第二章 信号及其描述方法

a) 周期信号：按一定时间间隔周而复始出现的信号 周期信号： x ( t ) = x ( t + nT )简单周期信号

一般周期信号

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第二章 信号及其描述方法 谐波信号

简单周期信号： 简单周期信号： 频率单一的正弦或余弦信号。 频率单一的正弦或余弦信号。

ox(t )m

信号的 波形” “波形”

k

k x(t ) = X 0 sin t + 0 m

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第二章 信号及其描述方法

信号波形： 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。 的波形。 信号波形图：用被测物理量的强度作为纵坐标，用时间 信号波形图：用被测物理量的强度作为纵坐标， 做横坐标，记录被测物理量随时间的变化情况。 做横坐标，记录被测物理量随时间的变化情况。

振动弦(声源 振动弦 声源) 声源

声级计

记录仪

A0

▲t

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第二章 信号及其描述方法

乃至无穷多个频率成分叠加而成， 一般周期信号: 多个乃至无穷多个频率成分叠加而成 一般周期信号: 由多个乃至无穷多个频率成分叠加而成， 公共周期的信号 叠加后存在公共周期 叠加后存在公共周期的信号x3(t)=10Sin(2π·3·t+π/6) +5Sin(2π·2·t+π/3)10 mm 0

-10 0 0.5 1 1.5 (c) 2 2.5 3t

x1(t)=A1Sin(ω1t+θ1) =A1Sin(2π 1t+θ1) =10Sin(2π·3·t+π/6)

mm

x2(t)=A2Sin(ω2t+θ2) =A2Sin(2π 2t+θ2) =5Sin(2π·2·t+π/3)Wuhan University of Technology

mm

= +

=

10 5 0

-5 -10 0 0.5 1 1.5 (a) 2 2.5 3t

5

+

0

-5

0

0.5

1

1.5 (b)

2

2.5

3t

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