第五章-信号处理初步.pptVIP

* 第三节 相关分析及其应用 二、信号的自相关函数 信号的自相关如图5-12所示。 图5-12 * 第三节 相关分析及其应用 自相关函数的性质如图5-13所示。 图5-13 * 第三节 相关分析及其应用 三、两信号的互相关函数 互相关函数的性质可用图5-16来表示。时移τ0反映两个信号之间的滞后时间 图5-16 * 第三节 相关分析及其应用 图5-17是测定热轧钢带运动速度的示意图。 图5-17 * 第三节 相关分析及其应用 四、相关函数估计 按照定义，相关函数应该在无穷长的时间内进行观察和计算。对于随机信号，可用有限时间内样本记录所求得的相关函数值来作为随机信号相关函数的估计。 * 第四节 功率谱分析及其应用 一、自功率谱密度函数 1.定义及其物理意义 * 第四节 功率谱分析及其应用 1.定义及其物理意义 如图5-19所示，Sx(f)曲线下和频率轴所包围的面积就是信号的平均功率，Sx(f)就是信号的功率密度沿频率轴的分布，故称Sx(f)为自功率谱密度函数。 图5-19 * 第四节 功率谱分析及其应用 2.巴塞伐尔定理 在时域中计算的信号总能量等于：在频域中计算的信号总能量，这就是巴塞伐尔定理。 自功率谱密度函数和幅值谱的关系 * 第四节 功率谱分析及其应用 3.功率谱的估计 无法按公式来计算随机过程的功率谱：只能用有限长度T的样本记录来计算样本功率，并以此作为信号功率谱的初步估计。 * 第四节 功率谱分析及其应用 4.应用 自功率谱密度所反映的是信号幅值的平方。因此其频域特征更为明显。 幅值谱与自功率谱，如图5-20所示。 图5-20 * 第四节 功率谱分析及其应用 4.应用 理想的单输入、单输出系统如图5-21所示。 图5-21 * 第四节 功率谱分析及其应用 二、互谱密度函数 1.定义 如果互相关函数满足傅里叶变换的条件，则定义 Sxy(f)称为信号x(t)和y(t)的互谱密度函数，简称互谱。 * 第四节 功率谱分析及其应用 2.应用 一个测试系统受到外界干扰如图5-22所示。 图5-22 * 第四节 功率谱分析及其应用 2.应用 　 图5-23是船用柴油机润滑油泵压油管振动和压力脉冲间的相干分析。 润滑油泵转速为781r/min 油泵齿数为14 图5-23 * 第五节 现代信号分析方法简介 一、功率谱估计的现代方法 1.非参数方法 （1） 多窗口法（2） 子空间法 2 . 参数方法 参数方法是选择一个接近实际样本的随机过程的模型。在此模型的基础上，从观测数据中估计出模型的参数，进而得到一个较好的谱估计值。 * 第五节 现代信号分析方法简介 二、时频分析 1、短时傅立叶变换（STFT） 2、小波变换 3、Wigner-Ville分布 * 第五节 现代信号分析方法简介 三、统计信号处理 在大多数情况下，信号往往混有随机噪声。由于信号和噪声的随机特性，需要采用统计的方法来分析处理。 * 第一节 数字信号处理的基本步骤 第三节 相关分析及其应用 第四节 功率谱分析及其应用 第五节 现代信号分析方法简介 第二节 信号数字化出现的问题 本章学习要求： 1.了解信号模数转换和数模转换原理　　 2.掌握信号采样定理，能正确选择采样频率 3.了解数字信号处理中信号截断、能量泄露、栅栏效应等现象　 4.掌握常用的数字信号处理方法 第五章 信号处理初步 * 第一节 数字信号处理的基本步骤 数字信号处理的基本步骤如图5-1所示。 预处理 A/D转换 数字信号处理器 或计算机 结果显示 A/D转换 预处理 X(t) y(t) 图5-1 数字信号处理主要研究用数字序列来表示测试信号，并用数学公式和运算来对这些数字序列进行处理。内容包括数字波形分析、幅值分析、频谱分析和数字滤波。 1、数字信号处理的步骤 * 预处理包括： 第一节 数字信号处理的基本步骤 1）电压幅值调理，以便适宜于采样，总是希望电压-峰值足够大，以便充分利用A/D转换器的精确度。 2）必要的滤波，以提高信噪比，并滤去信号中的高频噪声。 3）隔离信号中的直流分量（如果所测信号中不应有直流分量） 4）如果信号经过调制，则应先行解调。 2、数字信号预处理内容 3、数字信号处理的优势 1)用数学计算和计算机显示代替复杂的电路 和机械结构 第一节 数字信号处理的基本步骤 2)计算机软硬件技术发展的有力推动 a)多种多样的工业用计算机。 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 第一节 数字信号处理的基本步骤 b)灵活、方便的计算机虚拟仪器开发系统 第一节 数字信号处理的基本步骤 *