信號(hào)與系統(tǒng)-系統(tǒng)的頻域分析及其應(yīng)用課件

信號(hào)與系統(tǒng)SignalsandSystems國(guó)家精品課程主教材、北京市精品教材《信號(hào)與系統(tǒng)》(第2版)陳后金，胡健，薛健系統(tǒng)的頻域分析及其應(yīng)用連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻率響應(yīng)連續(xù)信號(hào)通過系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析無失真系統(tǒng)與理想低通

抽樣與抽樣定理調(diào)制與解調(diào)離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析

連續(xù)時(shí)間信號(hào)的時(shí)域抽樣信號(hào)抽樣的理論分析時(shí)域抽樣定理抽樣定理的工程應(yīng)用信號(hào)重建實(shí)際應(yīng)用舉例1、信號(hào)抽樣的理論分析若連續(xù)信號(hào)f(t)的頻譜函數(shù)為F(jw)，則抽樣信號(hào)其中：T為抽樣間隔，ws=2p

/T為抽樣角頻率。

理想抽樣信號(hào)的頻譜分析的頻譜函數(shù)Fs(jw)為且序列f[k]的頻譜等于抽樣信號(hào)的頻譜，即有1、信號(hào)抽樣的理論分析

理想抽樣信號(hào)的頻譜分析

抽樣信號(hào)fs(t)頻譜與抽樣間隔T關(guān)系：1、信號(hào)抽樣的理論分析

理想抽樣信號(hào)的頻譜分析

抽樣信號(hào)fs(t)頻譜與抽樣間隔T關(guān)系：2、時(shí)域取樣定理

若帶限信號(hào)f(t)的最高角頻率為ωm，則信號(hào)f(t)可以用等間隔的抽樣值唯一地表示。而抽樣間隔T需不大于1/2fm，或最低抽樣頻率fs不小于2fm。若從抽樣信號(hào)fs(t)中恢復(fù)原信號(hào)f(t)，需滿足兩個(gè)條件：fs

=

2fm為最小取樣頻率，稱為NyquistRate.(1)

f(t)是帶限信號(hào)，即其頻譜函數(shù)在|w|>wm各處為零；(2)抽樣間隔T需滿足，或抽樣頻率fs需滿足fs

2fm

（或ωs

2ω

m）

。例1已知實(shí)信號(hào)f(t)的最高頻率為fm

(Hz)，試計(jì)算對(duì)各信號(hào)f(2t)，f(t)*f(2t)，f(t)f(2t)抽樣不混疊的最小抽樣頻率。對(duì)信號(hào)f(2t)抽樣時(shí)，最小抽樣頻率為4fm(Hz)；對(duì)f(t)*f(2t)抽樣時(shí)，最小抽樣頻率為2fm(Hz)；對(duì)f(t)f(2t)抽樣時(shí)，最小抽樣頻率為6fm(Hz)。解：根據(jù)信號(hào)時(shí)域與頻域的對(duì)應(yīng)關(guān)系及抽樣定理得：3、抽樣定理的工程應(yīng)用許多實(shí)際工程信號(hào)不滿足帶限條件抗混低通濾波器不同抽樣頻率的語(yǔ)音信號(hào)效果比較抽樣頻率fs=44,100Hz抽樣頻率fs=5,512Hz抽樣頻率fs=5,512Hz抽樣前對(duì)信號(hào)進(jìn)行了抗混疊濾波思考題根據(jù)時(shí)域抽樣定理，對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行抽樣時(shí)，只需抽樣速率fs

2fm。在工程應(yīng)用中，抽樣速率常設(shè)為fs

(3~5)fm，為什么？若連續(xù)時(shí)間信號(hào)f(t)的最高頻率fm未知，如何確定抽樣間隔T？信號(hào)重建理想D/A時(shí)域輸入和輸出關(guān)系理想D/A模型框圖4、信號(hào)重建由抽樣信號(hào)fs(t)

恢復(fù)連續(xù)信號(hào)f

(t)hr(t)重建濾波器輸出信號(hào)的頻譜Xr(jw)A/TwXs(jw)wm-wmwsam-wsamwsam/2-wsam/2......Hr(jw)AwXr(jw)wm-wm-wsam/2wsam/25、抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例A/DH(z)D/Af(t)f[k]y[k]y(t)利用離散系統(tǒng)處理連續(xù)時(shí)間信號(hào)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理鐵路控制信號(hào)識(shí)別5、抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理AdLinkPCI9112A/D,D/ACardPersonalComputersInWindowOperationEnvironmentsAIAODOABCBDB生物信號(hào)采集系統(tǒng)組成框圖

5、抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理生物信號(hào)采集系統(tǒng)接口

5、抽樣定理的實(shí)際應(yīng)