汽車試驗(yàn)技術(shù) 課件 2.3.1 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)

項(xiàng)目二試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與處理

要獲得準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，離不開精確的傳感器和測(cè)試系統(tǒng)。那么什么是傳感器呢？傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受規(guī)定的被測(cè)量，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)，有時(shí)也可以稱為換能器、檢測(cè)器、探頭等。例如，汽車上就布置了形形色色的傳感器（見圖2.1）。圖2.1汽車傳感器分布2.3.1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)一個(gè)完整的測(cè)量系統(tǒng)從物理設(shè)備角度上講應(yīng)包括：被測(cè)結(jié)構(gòu)、傳感器、導(dǎo)線、信號(hào)調(diào)理（這個(gè)設(shè)備也有可能集成在數(shù)據(jù)采集儀中）、數(shù)據(jù)采集儀和控制分析軟件（見圖2.2）。圖2.2完整的測(cè)試系統(tǒng)

被測(cè)結(jié)構(gòu)上因受到激勵(lì)產(chǎn)生的物理量被傳感器感知到，從而以模擬量的形式輸出給信號(hào)調(diào)理儀，然后進(jìn)行抗混疊濾波，濾掉不感興趣的高頻成分，再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化，最后輸出時(shí)域數(shù)據(jù)文件。在模數(shù)轉(zhuǎn)化前，數(shù)據(jù)為模擬信號(hào)，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)化后，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成了計(jì)算機(jī)能處理的數(shù)字信號(hào)。2.3.1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)

模擬信號(hào)是指在時(shí)間和幅值上都是連續(xù)變化的信號(hào)。表征的物理量是連續(xù)變化的，如某個(gè)位置的振動(dòng)加速度、背景噪聲、溫度等。許多傳感器輸出的信號(hào)都是連續(xù)的模擬信號(hào)，但是模擬信號(hào)不能用于計(jì)算機(jī)處理。

數(shù)字信號(hào)指時(shí)間和幅值的取值都是離散的，用有限個(gè)離散的數(shù)字來表征連續(xù)變化的信號(hào)，則稱為數(shù)字化。通常這些離散的數(shù)字用有限位（bit）的二進(jìn)制數(shù)（0和1）來表示，方便計(jì)算機(jī)處理。2.3.1模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)

如圖2.3所示，隨時(shí)間變化的連續(xù)信號(hào)為模擬信號(hào)，為了方便在計(jì)算上處理這個(gè)信號(hào)，需要將它轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，也就是從時(shí)間軸上對(duì)它進(jìn)行采樣。用圖中虛線對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行離散，虛線與模擬信號(hào)的交點(diǎn)視為離散的采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)，這些采樣點(diǎn)之間的信息是沒有的，因此，采樣時(shí)會(huì)丟失很多信