工程信号处理(耿飞宇).docVIP

重 庆 大 学 学 生 实 验 报 告 实验课程名称 工程信号处理实验 开课实验室 综合实验大楼329室 学 院 机械工程学院 年级 2011 专业班 传动三班 学 生 姓 名 耿飞宇 学 号 20110702132 开 课 时 间 2012 至 2013 学年第 一 学期 总 成 绩 教师签名 机械工程学院制 《工程信号处理》实验报告 开课实验室：综合实验大楼329室 2012年11月14日 学院 机械工程学院 年级、专业、班 2011级传动3班 姓名 耿飞宇 成绩 课程 名称 工程信号处理 实验项目 名 称 数据采集与波形显示 指导教师 汤宝平 教师评语 教师签名： 年 月 日 一、实验目的 1．加深对A/D转换原理及采样定理的理解； 2．掌握几种常用的采样触发方式； 3．掌握采样参数的选择方法； 4．学习信号采集程序的编制。 二、使用仪器、材料 信号发生器；测试传感器与预处理器；数据采集器；数据采集与波形显示软件；计算机。 三、实验步骤 1、按图1.1所示连接仪器 图1.1 数据采集实验装置 2、下面是以虚拟式波形显示与数据记录仪的操作为例来说明。 1．手动触发采集，按“示波”按钮，开始信号采集，从显示屏上可看出采集到的信号的波形。按“暂停”按钮，可停止采集； 2．电平触发采集，按“电平触发”按钮； 3．采样频率选择，旋动频率旋钮； 4．数据记录长度选择，旋动长度旋钮。 四、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 实验原始记录如下图1.2~1.5所示： 图1.2 频率为100Hz，采样频率为4000Hz的矩形信号 图1.3 频率为100Hz，采样频率为4000Hz的正弦信号 图1.4 频率为100Hz，采样频率为1000Hz的正弦信号 图1.5 频率为100Hz，采样频率为500Hz的正弦信号五、实验结果及分析 对信号作频域分析时，为了避免混叠，采样频率fs必须大于或等于信号中最高频率fc的2倍，即fs≥2fc，这就是采样定理。在实际分析中，一般取fs=(5~10)fc。fs时要与采样长度相互兼顾。同样值得注意的是，有些信号处理设备作频域分析时采样点数为固定值，这时提高fs，就会使分析频带宽度值加，从而频率分辨率变差。 六、思考题 1、对瞬变信号采用什么采样触发方式采集比较合适？ 答：对于瞬变信号采用外触发即电平触发比较合适，当瞬变信号幅值增加到一定值就开始触发。 2、做数据记录时，记录所花的时间与哪些参数有关？ 答：数据记录所花的时间与以下参数有关：采样点数、采样频率。采样频率是等间隔采样间隔时间T的倒数，是一个表示采样快慢的物理量。一个信号采集系统，采样频率一般在0Hz至几十kHz的范围内，其最高频率受到系统内A/D转换器的限制。进行时域分析时，采样点数尽可能多一些，采样点数越多信号越容易复原。进行频域分析时，为了快速傅里叶变换计算的方便，采样点数一般取2的幂数。当fs和采样点数N确定之后，被分析信号的长度就相应确定了。 《工程信号处理》实验报告 开课实验室：综合实验大楼329室 2012年11月14日 学院 机械工程学院 年级、专业、班 2011级传动3班 姓名 耿飞宇 成绩 课程 名称 工程信号处理 实验项目 名 称 时域、幅值域及时差域幅分析 指导教师 汤宝平 教师评语 教师签名： 年 月 日 一、实验目的 1．学习信号的时域波形分析，数据统计特征值的计算方法； 2．了解信号的概率密度函数及其应用； 3．了解信号的相关函数的性质及其应用。 二、实验原理 1．均值：表达信号变化的中心趋势，称之为直流分量。 2．均方值：也叫平均功率。 3．方差： 4．概率密度函数 5．实能量信号的相关函数定义如下： 互相关函数： 自相关函数： 三、使用仪器、材料 图2.1 图2.2 实验装置 五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等) 实验原始记录如下图2.3~2.19所示： 图2.3 正弦信号的波形图图 2.4 正弦信号的特征值表 图2.5 正弦信号的概率密度图 图2.6 正弦信号的自相关函数 图2.7 随机信号的波形图 图2.8 随机信号的特征值列表 图2.9 随机信号的概率密度图图 2.10 随机信号的自相关函数 图2.11 两同频率的正弦