数字信号的分析.pdfVIP

14 章数字信号分析 数字信号分析是振动测试中的一种重要方法，也是近年来测试技术的发展方向。数字 信号的测试与模拟信号的测量一样，也是由传感器来完成的。然后将模拟信号进行转化成 数字信号，再利用数字信号处理技术进行分析与处理。特别是依据快速傅里叶变换理论设 计的数字式信号分析仪，彻底解决了非平稳信号的频率分析问题。弥补了模拟式频率分析 仪的不足。其特点是精度高，速度快、内容丰富，许多在模拟量分析中难于实现的实时分 析，在数字分析中却十分容易实现。 14.1 数据处理基本知识 14.1.1 概述 在工程实际测量中的试验数据绝大 均属于连续变化的动态信号，这些动态信号可 归纳为4 种类型。 ①周期性信号。 ②准周期信号。 ③随机信号。 ④非周期函数。 周期信号的 学形式可采用傅里叶级数的表达式， a x (t) 0 [a cos(2pnf t) b sin( 2pnf t)] n 1 n 1 2 n 1 x 0 x sin( 2pnf t q ), ( 14—1) n 1 n 2 n1 1 2 2 bn 式中f 1＝ ，为基频；x n an bn ，q n arctan 。 T a n 周期信号的离散谱如图14－1 所示。在非周期型数据中，准周期型数据的 学形式为 x (t) x n sin( 2 f n t q n ) ( 14—2) n1 图14—1 复杂周期型数据的离散谱 图14—2 准周期型数据的频谱 389 PDF created with pdfFactory Pro trial version 上面式中的任意两个频率之比f m f n 并不等于有理数，如图14－2 所示的非周期信号 的离散谱。即常常没有公共的整 倍周期。所以，实质上可认为它不是一种非周期性函数。 例如： x （t ） x sin (2t q ) x sin (3t q ) x sin ( 50t q ) （14—3 ） 1 1 2 2 3 3