第十二章測試技術(shù)

第十二章測量信號處理技術(shù)能動學(xué)院滿長忠dlman41@163.com12.1信號處理基礎(chǔ)

12.1.1概述1.信號的概念信號是信息的載體，表現(xiàn)為一定的物理量。包含著反映被測系統(tǒng)狀態(tài)或特性的某些有用信息。可以用函數(shù)、圖形等描述。氣象變化狀態(tài)圖幅度調(diào)制信號第十二章測量信號處理技術(shù)2.信號的分類

信號分類主要是依據(jù)信號波形特征來劃分的，在介紹信號分類前，先建立信號波形的概念。信號波形：被測信號的幅值隨時間變化的歷程。信號波形圖：用被測信號的幅值作縱坐標(biāo)，用時間作橫坐標(biāo)，記錄被測信號隨時間的變化情況。oAt12.1信號處理基礎(chǔ)

為了深入了解信號的物理實質(zhì)，必須將其進(jìn)行分類研究，常見的分類方法有：

按信號的描述(規(guī)律)分類——確定性信號與非確定性信號。按信號的能量分類——能量信號與功率信號。按信號的函數(shù)性質(zhì)分類——連續(xù)時間信號與離散時間信號。12.1信號處理基礎(chǔ)

（1）確定性信號與非確定性信號(按規(guī)律分類)確定性信號：可以用明確的數(shù)學(xué)關(guān)系式來描述。非確定性信號：不能用數(shù)學(xué)關(guān)系式來描述。12.1信號處理基礎(chǔ)

a）周期信號：經(jīng)過一定時間可以重復(fù)出現(xiàn)的信號。

簡單周期信號復(fù)雜周期信號x(t)=x(t+nT0)(n=1，2，3….)12.1信號處理基礎(chǔ)

b）非周期信號：不會重復(fù)出現(xiàn)的信號。

瞬變信號:

持續(xù)時間有限的信號。如:

x(t)=x0e-at

sinω0t準(zhǔn)周期信號:

由多個周期信號合成，但各信號頻率不成公倍數(shù)。如:12.1信號處理基礎(chǔ)

c）非確定性信號(隨機(jī)信號)：不能用數(shù)學(xué)式來描述，其幅值、相位、頻率變化不可預(yù)知，所描述物理現(xiàn)象是一種隨機(jī)過程。

噪聲信號(平穩(wěn))統(tǒng)計特性變異噪聲信號(非平穩(wěn))12.1信號處理基礎(chǔ)

（2）連續(xù)信號與離散信號(按函數(shù)性質(zhì)分類)

a）連續(xù)時間信號：在所有時間點上有定義。12.1信號處理基礎(chǔ)

b）離散時間信號：在若干時間點上有定義。采樣信號（3）時域有限信號與頻域有限信號

a）時域有限信號:在時間段(t1，t2)內(nèi)有定義，之外恒等于零。

三角脈沖信號b）頻域有限信號

在頻率區(qū)間(f1，f2)內(nèi)有定義，之外恒等于零。

正弦波幅頻譜12.1信號處理基礎(chǔ)

（4）能量信號與功率信號(按能量分類)

一般持續(xù)時間有限的瞬變信號為能量信號。a）能量信號：在所分析的區(qū)間(-∞，∞)，能量為有限值，滿足條件：稱連續(xù)函數(shù)或離散函數(shù)為能量有限信號,簡稱能量信號;反之為能量無限信號

12.1信號處理基礎(chǔ)

一般持續(xù)時間無限的信號都屬于功率信號。b）功率信號：在所分析的區(qū)間(-∞，∞)，能量不是有限值,則研究它們的功率.即

12.1信號處理基礎(chǔ)

若0＜p＜∞,則為有限功率信號,簡稱功率信號.信號以時間為獨立變量表示的，稱為信號的時域描述；信號以頻率為獨立變量表示的，稱為信號的頻域描述。3.信號的描述

應(yīng)用傅里葉級數(shù)展開：如下周期方波的時域描述：式中：將上式改寫為：式中：以為獨立變量，得到該周期方波的頻域描述。x(t)T0A12.1信號處理基礎(chǔ)

在信號分析中，以頻率為橫坐標(biāo)，分別以幅值或相位為縱坐標(biāo)，便分別得到信號的幅頻譜或相頻譜。An

03

05

04A/

(

)

03

05

012.1信號處理基礎(chǔ)

1－T/2T/2tx(t)1－T/2T/2tx(t)在頻域中每個信號都需同時用幅頻譜和相頻譜來描述An

03

05

04A/

(

)

03

05

0

(

)

03

05

05/2/2An

03

05

04A/

12.1信號處理基礎(chǔ)

兩種描述方法比較：時域分析只能反映信號的幅值隨時間的變化情況，除單頻率分量的簡諧信號外,很難明確揭示信號的頻率組成和各頻率分量大小。時間幅值頻率時域分析頻域分析信號的頻譜代表了信號在不同頻率分量處信號成分的大小，它能夠提供比時域信號波形更直觀，豐富的信息。時域分析與頻域分析的關(guān)系大型空氣壓縮機(jī)傳動裝置故障診斷12.1信號處理基礎(chǔ)

1.

沖激

函數(shù)：理想函數(shù)，在物理上不可實現(xiàn)的信號。12.1.2信號分析中常用的函數(shù)tS(t)tS(t)tS(t)

1/12.1信號處理基礎(chǔ)

函數(shù)的特性：（1）乘積特性(抽樣)（2）積分特性(篩選)12.1信號處理基礎(chǔ)

（3）拉氏變換（4）傅氏變換（5）卷積特性12.1信號處理基礎(chǔ)

2.sinc函數(shù)(抽樣函數(shù))波形12.1信號處理基礎(chǔ)

為偶函數(shù),在t的正負(fù)兩個方向都是衰減的,在t=0取得最大值.后一種為森克函數(shù).3.復(fù)指數(shù)函數(shù)圖示：頻率放大12.1信號處理基礎(chǔ)

12.2.3

信號的時域分析

1.信號的運(yùn)算

確定性信號的運(yùn)算規(guī)律與函數(shù)的運(yùn)算規(guī)律相同。案例：非抑制調(diào)幅在調(diào)制前把調(diào)制波和一個足夠大直流偏置信號相加。案例：數(shù)字式電能表通過實時檢測入戶電壓和電流，并將電壓信號和電流信號進(jìn)行乘法運(yùn)算得到各時刻的瞬時電功率，并按時間積分電功率后得到電能值。12.1信號處理基礎(chǔ)

（1）翻轉(zhuǎn)：用-t代替t，信號的波形繞縱軸翻轉(zhuǎn)180o；（2）平移：用(t-t0)代替t，信號的波形沿橫軸右移t0；（3）展縮：用(at)代替t，信號的波形以原點為中心，在寬度方向上變?yōu)樵瓉淼?/a。2.信號的波形變換

f(t)的波形f(-t)的波形f(t+0.5)的波形f(4t)的波形12.1信號處理基礎(chǔ)

3.信號的時域統(tǒng)計參數(shù)①均值(反映直流分量)

x(t)——確定性信號或各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)信號的樣本記錄；T——確定性信號觀測時間或隨機(jī)信號樣本記錄時間。工程實際用估計值(采用直流電壓表實現(xiàn))：12.1信號處理基礎(chǔ)

②方差(反映交流分量)

方差的大小反映了信號對均值的分散程度，其正平方根稱為標(biāo)準(zhǔn)差。工程實際用估計值：12.1信號處理基礎(chǔ)

③均方值(反映信號的強(qiáng)度或平均功率)

其正平方根稱為有效值。工程實際用估計值(采用均方電壓表實現(xiàn)):

12.1信號處理基礎(chǔ)

④概率密度函數(shù)

表示信號瞬時值落在某指定區(qū)間內(nèi)的概率。

Tx——樣本函數(shù)瞬時值落在區(qū)間(x,x+Δx)的時間。x(t)xx＋ΔxTtxP(x)oΔt12.1信號處理基礎(chǔ)

概率密度函數(shù)反映了隨機(jī)信號幅值的分布規(guī)律。用概率密度分析儀實現(xiàn)對隨機(jī)信號的概率密度分析。其估計值為：▼四種典型信號的概率密度函數(shù)圖：正弦信號正弦信號加隨機(jī)信號窄帶隨機(jī)信號xop(x)xop(x)p(x)p(x)ooxx寬帶隨機(jī)信號12.1信號處理基礎(chǔ)

變量相關(guān)是指變量之間的線性關(guān)系。統(tǒng)計學(xué)中用相關(guān)系數(shù)來描述兩個隨機(jī)變量x，y之間的相關(guān)性。12.1.4信號的相關(guān)分析1．變量相關(guān)的概念(相關(guān)系數(shù))——隨機(jī)變量x,y的均值；——隨機(jī)變量x,y的標(biāo)準(zhǔn)差?！獢?shù)學(xué)期望；12.1信號處理基礎(chǔ)

xyxyxyxy12.1信號處理基礎(chǔ)

2．波形相關(guān)的概念(相關(guān)函數(shù))研究的變量x,y是時間的函數(shù)，即x(t)與y(t)。x(t)y(t)12.1信號處理基礎(chǔ)

1）自相關(guān)函數(shù)——時移量。自相關(guān)函數(shù)描述信號的某時刻值與延時一定時間后的值之間的相互關(guān)系，定量地描述一個信號在時間軸上平移后所得波形與原波形相似的程度，其估計值為：12.1信號處理基礎(chǔ)

自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)：

（1）自相關(guān)函數(shù)是

的實偶函數(shù)，Rx(

)=Rx(-

)；（4）周期信號的自相關(guān)函數(shù)仍然為同頻率的周期信號，其幅值與原周期信號的幅值有關(guān)，但丟失了原周期信號的相位信息。

（2）當(dāng)

=0時自相關(guān)函數(shù)具有最大值，；（3）隨機(jī)干擾信號(均值為零)的自相關(guān)函數(shù)將隨

的增大快速衰減，當(dāng)時而趨于零，即12.1信號處理基礎(chǔ)

例：求正弦信號的自相關(guān)函數(shù)?？梢娬倚盘柕淖韵嚓P(guān)函數(shù)是一個余弦信號，在

時具有最大值。保留了原正弦信號的幅值和頻率信息，而丟失了初始相位信息。積分后為

12.1信號處理基礎(chǔ)

（d）寬帶隨機(jī)信號的自相關(guān)函數(shù)

（a）正弦函數(shù)的自相關(guān)函數(shù)（b）正弦函數(shù)加隨機(jī)信號的自相關(guān)函數(shù)（c）窄帶隨機(jī)信號的自相關(guān)函數(shù)12.1信號處理基礎(chǔ)

自相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換稱為自功率譜密度函數(shù)，簡稱自功率譜或自譜。

曲線和頻率軸所包圍的面積就是信號的平均功率，表示信號的功率按頻率分布的規(guī)律。自功率譜密度函數(shù)(P118頻域分析)：

12.1信號處理基礎(chǔ)

案例：機(jī)械加工表面粗糙度的自相關(guān)分析

被測工件相關(guān)分析利用性質(zhì)3、4：提取出回轉(zhuǎn)誤差等周期性的故障源12.1信號處理基礎(chǔ)

案例：自相關(guān)函數(shù)測量轉(zhuǎn)速理想信號干擾信號實測信號自相關(guān)函數(shù)利用性質(zhì)3、4：提取周期性轉(zhuǎn)速信號12.1信號處理基礎(chǔ)

案例：自相關(guān)函數(shù)判斷車身周期性振動信號（a）汽車加速度的時域波形（b）汽車加速度的自相關(guān)函數(shù)由相關(guān)圖看出車身振動含有某一周期振動信號，從兩個峰值的時間間隔可計算出周期振動信號的頻率。12.1信號處理基礎(chǔ)

案例：自相關(guān)提取齒輪箱故障特征信號齒輪箱振動信號的時域波形及其自功率譜齒輪箱振動信號的自相關(guān)函數(shù)的時域波形及其自功率譜

12.1信號處理基礎(chǔ)

2）互相關(guān)函數(shù)

互相關(guān)函數(shù)描述兩個信號波形相似的程度，其估計值為：12.1信號處理基礎(chǔ)

互相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)：

（1）互相關(guān)函數(shù)既非偶函數(shù)，也非奇函數(shù)，是可正可負(fù)的實函數(shù)；（2）當(dāng)

=0時互相關(guān)函數(shù)不一定具有最大值；（3）x(t)和y(t)相互獨立，且至少一個均值為零，則（4）兩個同頻率周期信號的互相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周期信號，且保留了原信號的相位信息。兩個不同頻率的周期信號互不相關(guān)。即同頻相關(guān)，不同頻不相關(guān)。12.1信號處理基礎(chǔ)

例：求和的互相關(guān)函數(shù)。可見兩個正弦信號的互相關(guān)函數(shù)也是一個余弦信號，不僅保留了原正弦信號的幅值和頻率信息，也保留了初始相位信息。12.1信號處理基礎(chǔ)

互譜密度函數(shù)(P119頻域分析)：

互相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換稱為互譜密度函數(shù)，簡稱互譜。12.1信號處理基礎(chǔ)

案例：炮彈出膛運(yùn)動速度測量12.1信號處理基礎(chǔ)

案例：地下輸油管道漏損位置的檢測x(t)y(t)tx(t)ototy(t)12.1信號處理基礎(chǔ)

案例：檢測汽車司機(jī)座上振動的振源(傳遞通道)用加速度傳感器分別測得汽車發(fā)動機(jī)、汽車后輪軸上和司機(jī)座上的振動信號，并分別進(jìn)行互相關(guān)函數(shù)處理，由此確定司機(jī)座上的振動主要是由于后輪軸上的振動引起的。案例：檢測混淆在噪聲中的轉(zhuǎn)子動不平衡引起的振動設(shè)轉(zhuǎn)子動不平衡引起的振動為：，是與轉(zhuǎn)子同頻的周期信號。噪聲為：，無噪聲參考信號為：（也與轉(zhuǎn)子同頻）。則用傳感器檢測的信號[x(t)+n(t)]與y(t)進(jìn)行互相關(guān)函數(shù)處理。由于n(t)與y(t)不同頻，互相關(guān)函數(shù)恒為零；而x(t)與y(t)的互相關(guān)函數(shù)存在，其幅值反映動不平衡的大小，峰值偏移量反映相位差，若參考信號的已知，就可測出不平衡的方位。12.1信號處理基礎(chǔ)

案例：地震位置測量12.1信號處理基礎(chǔ)

12.1.5.1周期信號與離散頻譜

周期信號的定義：經(jīng)過一定時間可以重復(fù)出現(xiàn)的信號，即信號x(t)在所有時間內(nèi)均能滿足：

x(t)=x(t+nT)n——任意整數(shù)；T——常數(shù)(周期)。

例如：最簡單的正弦(余弦)信號

可見，正弦信號的周期，周期的倒數(shù)為頻率，即，角頻率，為常數(shù)。12.1.5

信號的頻域分析

12.1信號處理基礎(chǔ)

2.復(fù)雜周期信號的傅里葉級數(shù)展開式：（1）傅里葉級數(shù)的三角函數(shù)展開式(單邊譜)——直流分量(均值)；——余弦分量的幅值；——正弦分量的幅值?！ń穷l率；12.1信號處理基礎(chǔ)

改寫為：——

第n次諧波的幅值；——

第n次諧波的初相角。

復(fù)雜周期信號由無限多個不同頻率的諧波分量疊加而成。以角頻率為橫坐標(biāo)，幅值或初相角為縱坐標(biāo)所作的圖形分別稱為幅頻譜和相頻譜。

12.1信號處理基礎(chǔ)

例：求周期性矩形波的傅里葉級數(shù)及其幅頻譜。解：12.1信號處理基礎(chǔ)

12.1信號處理基礎(chǔ)

結(jié)論：奇函數(shù)：x(-t)=-x(t)偶函數(shù)：x(-t)=x(t)12.1信號處理基礎(chǔ)

（2）傅里葉級數(shù)的復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式(雙邊譜)歐拉公式：代入式(4.16)12.1信號處理基礎(chǔ)

比較傅里葉級數(shù)的兩種展開式可知：三角函數(shù)展開式的頻譜為單邊譜，而復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式的頻譜為雙邊譜?！道锶~系數(shù)12.1信號處理基礎(chǔ)

周期性矩形波的頻譜：單邊譜雙邊譜雙邊譜與單邊譜相比：直流分量相等，各諧波分量單邊譜是雙邊譜的2倍。12.1信號處理基礎(chǔ)

例如：x(t)＝Acosω0t=A/2·(e-jω0t+ejω0t)雙邊譜與負(fù)頻率的問題：單邊頻譜線高度為雙邊頻譜線的二倍。由于用復(fù)數(shù)表示可以得到簡練的復(fù)數(shù)形式的傅里葉級數(shù)

，因此根據(jù)歐拉公式引入了負(fù)頻率，這僅僅是數(shù)學(xué)表示引入的問題。ωAnAω0o單邊譜ωω0-ω0oA/2Cn雙邊譜12.1信號處理基礎(chǔ)

3.周期信號的頻譜特點（1）周期信號的頻譜是離散的——離散性；（2）每條譜線只出現(xiàn)在基波頻率的整數(shù)倍上，基波頻率是諧波分量頻率的最大公約數(shù)——諧波性；（3）譜線高度表示相應(yīng)諧波分量的幅值大小，諧波幅值總趨勢是隨著諧波次數(shù)的增高而減小——收斂性。12.1信號處理基礎(chǔ)

4.周期信號的強(qiáng)度表述（2）均值：——直流分量（1）峰值：——最大瞬時值（3）絕對均值：——全波整流后值（4）有效值：——均方根值（5）平均功率：——均方值12.1信號處理基礎(chǔ)

12.1.5.2

瞬變非周期信號與連續(xù)頻譜

非周期信號包括準(zhǔn)周期信號和瞬變非周期信號，一般指瞬變非周期信號。瞬變非周期信號可以認(rèn)為是周期為無窮大的周期信號。當(dāng)周期信號的周期時，頻譜間隔，周期信號瞬變非周期信號，離散頻譜連續(xù)頻譜。因此瞬變非周期信號的頻譜為連續(xù)頻譜。1.非周期信號的定義在時域上不按周期重復(fù)出現(xiàn)，但仍可用準(zhǔn)確的解析數(shù)學(xué)關(guān)系式來表達(dá)。例如：指數(shù)函數(shù)x(t)=aebt。12.1信號處理基礎(chǔ)

2.非周期信號的傅里葉變換(頻譜函數(shù))周期信號的復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式：12.1信號處理基礎(chǔ)

非周期信號的傅里葉變換：FTIFT——傅里葉變換——傅里葉逆變換12.1信號處理基礎(chǔ)

3.非周期信號的頻譜

由于周期信號的傅里葉系數(shù)

為復(fù)數(shù)，類似非周期信號的傅里葉變換

為復(fù)變函數(shù)，即

與周期信號類似，為雙邊譜，也可折算為單邊譜，且單邊譜的頻譜高度為雙邊譜的2倍?！侵芷谛盘柕姆l譜——非周期信號的相頻譜12.1信號處理基礎(chǔ)

非周期信號的雙邊譜與單邊譜：雙邊譜單邊譜非周期信號的頻譜特點：（1）瞬變非周期信號的頻譜是連續(xù)的——連續(xù)性；（2）頻譜密度分散在連續(xù)的頻帶內(nèi)——密度性。12.1信號處理基礎(chǔ)

例：求單個矩形脈沖(窗函數(shù))的傅里葉變換及其頻譜解：12.1信號處理基礎(chǔ)

單個矩形脈沖的頻譜：12.1信號處理基礎(chǔ)

4.傅里葉變換的性質(zhì)(表4.1)（1）奇偶虛實特性由于為偶函數(shù)，為奇函數(shù)，則有：若為實偶函數(shù)，則為實偶函數(shù)；若為實奇函數(shù)，則為虛奇函數(shù)；若為虛偶函數(shù)，則為虛偶函數(shù)；若為虛奇函數(shù)，則為實奇函數(shù)。12.1信號處理基礎(chǔ)

3.對稱特性

若

←→

，則←→

2）線性疊加特性

若

←→，←→則←→

4.尺度改變特性

若←→，則

←→5.時移和頻移特性

若

←→，則

←→若

←→，則

←→12.1信號處理基礎(chǔ)

6.卷積特性

若←→，則

←→若←→，則

←→7.微分和積分特性

若←→，則

←→若←→，則

←→若←→，則

←→12.1信號處理基礎(chǔ)

例：求下圖波形的頻譜。+用線性疊加特性簡化+12.1信號處理基礎(chǔ)

時移特性系統(tǒng)的時域分析：系統(tǒng)的零狀態(tài)穩(wěn)態(tài)輸出等于輸入信號與系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)函數(shù)的卷積。系統(tǒng)的頻域分析：系統(tǒng)的零狀態(tài)穩(wěn)態(tài)輸出的傅里葉變換等于輸入信號的傅里葉變換與系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)的乘積。例：若，則。12.1信號處理基礎(chǔ)

5.幾種特殊信號的頻譜1）矩形窗函數(shù)及頻譜(例4.3)

時域有限，頻域無限。一個時域被窗函數(shù)截斷的信號，相當(dāng)于原信號與矩形窗函數(shù)相乘，而在頻域則為原信號的頻譜與函數(shù)的卷積。2）單位脈沖函數(shù)及頻譜

時域有限，頻域無限，而且在各頻率上的信號強(qiáng)度都相等，即頻譜為常數(shù)(白噪聲)。12.1信號處理基礎(chǔ)

案例：很多旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障（如點蝕、裂紋等）都表現(xiàn)為其振動信號中有異常沖擊信號，因此采用固有頻率很高的傳感器檢測，若機(jī)械有相關(guān)故障則傳感器產(chǎn)生共振，而無故障機(jī)械則不會產(chǎn)生共振，由此很容易可以檢測機(jī)械相關(guān)故障。案例：在幅度調(diào)制技術(shù)中，常應(yīng)用乘法器將調(diào)制信號與高頻正弦波（載波）相乘得到調(diào)幅波。高頻正弦波的頻譜函數(shù)為沖擊函數(shù)。根據(jù)傅里葉變換的頻域卷積特性，調(diào)幅波的頻譜函數(shù)為調(diào)制信號頻譜函數(shù)與高頻載波頻譜函數(shù)的卷積。12.1信號處理基礎(chǔ)

3）周期單位脈沖序列及頻譜

時域周期單位脈沖序列的頻譜仍為周期脈沖序列。若時域周期為，則頻域周期為；若時域脈沖幅度為1，則頻域脈沖幅度為。12.1信號處理基礎(chǔ)

4）正余弦函數(shù)及頻譜

12.1信號處理基礎(chǔ)

6.信號頻譜分析的應(yīng)用:信號頻譜分析主要用于識別信號中的周期分量，是信號分析中最常用的一種手段。案例：齒輪箱故障診斷通過齒輪箱振動信號頻譜分析，確定最大頻率分量，然后根據(jù)機(jī)床轉(zhuǎn)速和傳動鏈，找出故障齒輪。12.1信號處理基礎(chǔ)

案例：螺旋漿設(shè)計通過頻譜分析確定螺旋漿的固有頻率和臨界轉(zhuǎn)速，確定螺旋漿轉(zhuǎn)速工作范圍。12.1信號處理基礎(chǔ)

案例：旋轉(zhuǎn)機(jī)械不對中故障特性提取及診斷

將聯(lián)軸器8分開1mm間隙，將3號軸承墊高0.5mm，用以模擬不對中故障。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000r/min時進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜和功率譜分析。12.1信號處理基礎(chǔ)

頻譜功率譜由于不對中位移及偏角的存在，使轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時就會有一個兩倍頻的附加徑向力作用于軸承上，從而激勵轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動頻率為工頻二倍的徑向振動。12.1信號處理基礎(chǔ)

數(shù)字信號處理的主要內(nèi)容：

用數(shù)字序列來表示測試信號，并用數(shù)學(xué)公式和運(yùn)算來對這些數(shù)字序列進(jìn)行處理。內(nèi)容包括數(shù)字波形分析、幅值分析、頻譜分析和數(shù)字濾波。12.2數(shù)字信號分析與處理0AX(0)X(1)X(2)X(3)t第十二章測量信號處理技術(shù)計算機(jī)測控系統(tǒng)的基本組成：

物理信號對象傳感器電信號放大調(diào)制電信號A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字信號計算機(jī)顯示D/A轉(zhuǎn)換電信號控制物理信號12.2數(shù)字信號分析與處理

數(shù)字信號處理的優(yōu)點：

（1）用數(shù)學(xué)計算和計算機(jī)顯示代替復(fù)雜的電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)12.2數(shù)字信號分析與處理（2）計算機(jī)軟硬件技術(shù)發(fā)展的有力推動

a)多種多樣的工業(yè)用計算機(jī)

12.2數(shù)字信號分析與處理b)靈活、方便的計算機(jī)虛擬儀器開發(fā)系統(tǒng)12.2數(shù)字信號分析與處理12.2.1

模數(shù)(A/D)和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換

采樣：時間上離散。利用采樣脈沖序列，從信號中抽取一系列離散值，使之成為采樣信號x(nTs)的過程。編碼：將經(jīng)過量化的值變?yōu)槎M(jìn)制數(shù)字的過程。

量化：幅值上離散。把采樣信號經(jīng)過“舍入”變?yōu)橹挥杏邢迋€有效數(shù)字的數(shù)，這一過程稱為量化。1.模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換

12.2數(shù)字信號分析與處理4位A/D:XXXXX(1)0101X(2)0011X(3)0000信號的6等份量化過程01234567812.2數(shù)字信