信號與系統(tǒng)-抽樣定理-課件PPT

1、12021/8/26 2021/8/262x,Fs,Bits=wavread(myhreat);play(x)Fs=22,050; Bits=161. 什么是信號抽樣什么是信號抽樣2021/8/263kTttxkx)(1. 什么是信號抽樣什么是信號抽樣2021/8/2642. 為什么進行為什么進行信號抽樣信號抽樣離散系統(tǒng)A/DD/A輸入x(t)xkyk輸出y(t)用數(shù)字方式處理模擬信號(1) 信號穩(wěn)定性好信號穩(wěn)定性好: 數(shù)據(jù)用二進制表示，受外界影響小。(4) 系統(tǒng)精度高系統(tǒng)精度高: 可通過增加字長提高系統(tǒng)的精度。(5) 系統(tǒng)靈活性強系統(tǒng)靈活性強: 改變系統(tǒng)的系數(shù)使系統(tǒng)完成不同功能。(2) 信號

2、可靠性高信號可靠性高: 存儲無損耗，傳輸抗干擾。離散信號與系統(tǒng)的主要優(yōu)點：離散信號與系統(tǒng)的主要優(yōu)點：(3) 信號處理簡便信號處理簡便: 信號壓縮，信號編碼，信號加密等2021/8/2653. 如何進行如何進行信號抽樣信號抽樣2021/8/2663. 如何進行如何進行信號抽樣信號抽樣kTttxkx)(如何選取抽樣間隔如何選取抽樣間隔T？2021/8/267 傳統(tǒng)模型 新模型4. 信號抽樣的理論推導(dǎo)信號抽樣的理論推導(dǎo)2021/8/2684. 信號抽樣的理論推導(dǎo)信號抽樣的理論推導(dǎo))j (X)( kxtxkTt連續(xù)信號連續(xù)信號x(t)的頻譜為的頻譜為X(j )，離散序列離散序列xk 頻譜為頻譜為 X(

3、ejW W)kTttxkx)()( )e (jTXWW2021/8/2694. 信號抽樣的理論推導(dǎo)信號抽樣的理論推導(dǎo)kTkTtt)()(T/2sam)()(samsamsamnn0TT)(tT) 1 (t0samsam)(sam)(sam2021/8/26104. 信號抽樣的理論推導(dǎo)信號抽樣的理論推導(dǎo)kTkTtkTxttxtx)()( )()( )(sam)(*)j (21)j (samsamsamnXXn)( j 1samnXTn)e (e )(e )()j (jjjsamWXkTxkTxXkkkTk2021/8/26114. 信號抽樣的理論推導(dǎo)信號抽樣的理論推導(dǎo)若連續(xù)信號若連續(xù)信號x(t)

4、的頻譜為的頻譜為X(j )，離散序列離散序列xk 頻譜為頻譜為 X(ejW W)，且存在且存在其中：其中： T 為抽樣間隔，為抽樣間隔， sam=2p p /T為抽樣角頻率為抽樣角頻率)( )( j 1 )e (samjTnXTXnWW則有則有kTttxkx)(信號時域的離散化導(dǎo)致其頻域的周期化信號時域的離散化導(dǎo)致其頻域的周期化2021/8/26124. 信號抽樣的理論推導(dǎo)信號抽樣的理論推導(dǎo)msam2離散序列離散序列xk頻譜與抽樣間隔頻譜與抽樣間隔T之間的之間的關(guān)系關(guān)系2021/8/26134. 信號抽樣的理論推導(dǎo)信號抽樣的理論推導(dǎo)離散序列離散序列xk頻譜與抽樣間隔頻譜與抽樣間隔T之間的之間的

5、關(guān)系關(guān)系msam22021/8/26144. 信號抽樣的理論推導(dǎo)信號抽樣的理論推導(dǎo)離散序列離散序列xk頻譜與抽樣間隔頻譜與抽樣間隔T之間的之間的關(guān)系關(guān)系msam2 混疊混疊(aliasing)2021/8/26156. 信號抽樣的物理實現(xiàn)信號抽樣的物理實現(xiàn)kTttxkx)(抽樣間隔(周期) T (s)抽樣角頻率 sam=2p/T (rad/s)抽樣頻率 fsam=1/T (Hz)2021/8/2616 已知實信號x(t)的最高頻率為fm (Hz)，試計算對各信號x(2t)， x(t)*x(2t)， x(t)x(2t)抽樣不混疊的最小抽樣頻率。對信號x(2t)抽樣時，最小抽樣頻率為 4fm(Hz

6、)；對x(t)*x(2t)抽樣時，最小抽樣頻率為2fm(Hz)；對x(t)x(2t)抽樣時，最小抽樣頻率為 6fm(Hz)。 根據(jù)信號時域與頻域的對應(yīng)關(guān)系及得：2021/8/26177. 抽樣定理的工程應(yīng)用抽樣定理的工程應(yīng)用許多實際工程信號不滿足帶限條件許多實際工程信號不滿足帶限條件)j (Hmm10 抗抗 混混低通濾波器低通濾波器)(tx)(1tx)(th2021/8/2618與與比比較較7. 抽樣定理的工程應(yīng)用抽樣定理的工程應(yīng)用2021/8/2619抽樣頻率fs=44,100 Hz抽樣頻率fs=5,512 Hz抽樣頻率fs=5,512 Hz抽樣前對信號進行了抗混疊濾波2021/8/2620

7、對連續(xù)帶限信號進行抽樣時，只需抽樣速率 fs 2fm。 在工程應(yīng)用中，抽樣速率為何常設(shè)為 fs (35)fm？時域抽樣問題的探究時域抽樣問題的探究研究性課題2021/8/26218. 抽樣定理的實際應(yīng)用舉例抽樣定理的實際應(yīng)用舉例x(t)xkyky(t)利用離散系統(tǒng)處理連續(xù)時間信號 生物醫(yī)學(xué)信號處理 鐵路控制信號識別2021/8/26228. 抽樣定理的實際應(yīng)用舉例抽樣定理的實際應(yīng)用舉例 鐵路控制信號識別鐵路控制信號識別2021/8/26238. 抽樣定理的實際應(yīng)用舉例抽樣定理的實際應(yīng)用舉例 列車運行控制系統(tǒng)是軌道交通最重要的技術(shù)裝備，它是由軌道電路以鋼軌為通道，將控制列車的信息傳輸?shù)搅熊嚿系摹?/p>

8、 2021/8/26248. 抽樣定理的實際應(yīng)用舉例抽樣定理的實際應(yīng)用舉例 車載主體機車系統(tǒng)，是其中的關(guān)鍵部分，功能是接收來自鋼軌的信號，經(jīng)過解調(diào)、譯碼來控制駕駛室信號機的信號顯示，同時輸出給后級的列車速度控制設(shè)備。 系統(tǒng)主要由接收線圈（天線）、控制主機（包含記錄器及遠程監(jiān)測模塊）及機車信號機（信號顯示器）構(gòu)成。 2021/8/26258. 抽樣定理的實際應(yīng)用舉例抽樣定理的實際應(yīng)用舉例 傳統(tǒng)的車載信號系統(tǒng)，由于安全性及可靠性等技術(shù)的局限，僅能作為輔助信號應(yīng)用，司機必須瞭望地面信號機來駕駛列車。 國際公認160km/h以上或高密度的列車運行已不能靠司機瞭望地面信號方式保證安全，而必須以車載信號作為主體信號來控制列車。 2021/8/26268. 抽樣定理的實際應(yīng)用舉例抽樣定理的實際應(yīng)用舉例 主要產(chǎn)品：JT1-CZ2000型機車信號車載系統(tǒng)。2021/8/26278. 抽樣定理的實際應(yīng)用舉例抽樣定理的實際應(yīng)用舉例 鐵路控制信號識別鐵路控制信號識別