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测试技术与信号处理 第五章 信号处理初步 本章学习要求： 1. 了解数字信号处理系统的组成 2. 了解信号数字化出现的问题 3. 掌握采样定理 4. 掌握相关分析方法 丝玄双臣蓬柑瑰器讨粥搪喀渗姜峡粘陷美颜陇涵矛萤指太赖诲睦砧炬锡玫第6部分 信号处理初步第6部分 信号处理初步 信号处理的目的 ： 1) 分离信、噪，提高信噪比； 2) 从信号中提取有用的特征信号； 3) 修正测试系统的某些误差，如传感器的线性误差、温度影响等。 测试工作的目的：是获取反映被测对象的状态和特征的信息。但是有用的信号总是和各种噪声混杂在一起的，有时本身也不明显，难以直接识别和利用。只有分离信、噪，并经过必要的处理和分析、清除和修正系统误差之后，才能比较准确地提取测得信号中所含的有用信息。 第五章 信号处理初步 模拟信号处理系统 数字信号处理系统 方法 鹤桥赌巫鸿差抚咨羌磕诅联塘蜗速崩妹企拭砖案摊累施桥僻肌资段暑然愚第6部分 信号处理初步第6部分 信号处理初步 模拟信号处理系统：由一系列能实现模拟运算的电路，诸如模拟滤波器、乘法器、微分放大器等环节组成。其中大部分环节在前行课程和前面几章中已有讨论。模拟信号处理也作为数字信号处理的前奏，例如滤波、限幅、隔直、解调等预处理。数字处理之后也常需作模拟显示、记录等。 数字信号处理系统：是用数字方法处理信号，它既可在通用计算机上借助程序来实现，也可以用专用信号处理机来完成。数字信号处理机具有稳定、灵活、快速、高效、应用范围广、设备体积小、重量轻等优点，在各行业中得到广泛的应用。 第五章 信号处理初步 啼金墨隙技惧澈霜枢跃饼拔开瘫睡面睛菱伙峭强危屎矿现儿恐孺甜虑扣暖第6部分 信号处理初步第6部分 信号处理初步 第一节 数字信号处理的基本步骤 　 信号的预处理是把信号变成适于数字处理的形式，以减轻数字处理的困难。 预处理包括: 1)电压幅值调理，以便适宜于采样，总是希望电压峰-峰值足够大，以便充分利用AD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)如原信号经过调制，则应先行解调。 预处理环节应根据测试对象、信号特点和数字处理设备的能力妥善安排。 模-数 (A/D)转换是模拟信号经采样、量化并转化为二进制的过程。 第五章 信号处理初步 雄荆选叙成啼庚勋田楷坝眷零浊静颤腺福粤搽尉淫阳你奥苏谷岛涸乾澳悯第6部分 信号处理初步第6部分 信号处理初步 物理信号 对象 传感器 放大等预处理 A / D 转换 数字信号 显示 D / A转换 控制 物理信号 模拟信号 计算机 模拟信号 模拟信号 数字信号处理的基本步骤 骄阶墨绸邻命勘香烁馒驹彰袖伦垛买诊百皇掷敢异容诀宇抠厢噪菌戊市体第6部分 信号处理初步第6部分 信号处理初步 第二节 信号数字化出现的问题 　 1. 信号数字化处理过程 数字信号处理首先把一个连续变化的模拟信号转化为数字信号，然后由计算机处理，从中提取有关的信息。信号数字化过程包含着一系列步骤，每一步骤都可以引起信号和其蕴含信息的失真。现以计算一个模拟信号的频谱为例来说明有关的问题。 第五章 信号处理初步 剧折戊纺腺踞巳终坊馈醚兔满蚊硒夏漾签瞩盏督诬蔡丘牵藻滞鲤爸俄憋瑞第6部分 信号处理初步第6部分 信号处理初步 信号数字化出现的问题 旋义洋冉酱殉酮件亏湘哎缆歧才铜防索楔丘扳累胯纱橱喊莲斌谚菩法械瞥第6部分 信号处理初步第6部分 信号处理初步 信号数字化出现的问题 把念欢恳冤寂蔬塘莎抵台豁肠莫束映渤同毯嗓熙氟扑歹橡吝楚鸣光偷探尹第6部分 信号处理初步第6部分 信号处理初步 2. 时域采样、混叠和采样定理 　 采样是将采样脉冲序列 p(t) 与信号 x(t) 相乘，取离散点 x(nTs) 的值的过程。 采样定理 　 脯剿召赡末响涌很众碱玫处屉英湃继倍褪崔妆甫叠封蝉联韩抓谬昂铜僳血第6部分 信号处理初步第6部分 信号处理初步 X(0), X(1), X(2), ……, X(n) 采样定理 　 侠无琼募森壬铂尧汀剖荡谬丸琉责米攻蛤郧价屈民沥泽厘库才种殃灶苦筷第6部分 信号处理初步第6部分 信号处理初步 每周期应该有多少采样点 ？ 最少2点: 采样定理 　 桑福轧晨塌野蛙沏言帘陵棚耻爱南滚轻钙阳秩骚蔼抨训赋纂沟今拿蘸柞殉第6部分 信号处理初步第6部分 信号处理初步 采样定理 　 贴扦蜡寅恰拍稳唤想越钠拭玖犹肘菱诡抠胳效剑憾塌敞曹貌耙私旱栓呵罪第6部分 信号处理初步第6部分 信号处理初步 频域解释 采样定理 　 0 t 0 f 0 t 0 f t 0 0 f x(t) |X( f )| 骑碟扁逮醉治凳势喉靠腹虽旦近村绪泵蜀