第一章-離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)ppt課件

1、2022-1-291:2022-1-292:2022-1-293 axttt aa xtxt M t n x n-1 0 1 2不考慮不考慮.T :2022-1-294T (1)0 T 2T 3T 4T 5T M tt0 T 2T 3T 4T 5Tt p t0 WhenT nnTttM)()( )()()(tMtxtxaa nanaanTttxnTttxtx)()()()()( :2022-1-295)(txa)( jXa dtetxtxFjXtjaaa)()()( dejXjXFtxtjaaa)(21)()(1 )(txa)( jXa)()()()(tMtxFtxFjXaaa )( jXa)

2、( jXa:2022-1-296( )()sjmtmnmM ttnTa essfT 22 s sf 2222)(1)(1TTtjmnTTtjmmdtenTtTdtetMTass TdtetTaTTtjmnms1)(122 mtjmseTtM1)(:2022-1-297 mtjmseTtM1)()(txadtetMtxdtetxjXtjatjaa )()()()(T1s /)(tMF-1 0 1 2 3 4:2022-1-298dtetMtxdtetxjXtjatjaa)()()()( msamtmjajmjXTdtetxTs)(1)(1)(:2022-1-299 2|02|)()(ssaajX

3、jX，)( jXa2s :2022-1-2910sccffTS121Foldover region:2022-1-2911:2022-1-2912MAXS 2:2022-1-291368SMAX Analog input axt:2022-1-2914工程實(shí)踐中的信號(hào)采集工程實(shí)踐中的信號(hào)采集 傳感器傳感器 Sensors 信號(hào)調(diào)理信號(hào)調(diào)理 Signal Conditioning 放大放大/衰減衰減 Amplifier 濾波濾波 Filter 信號(hào)轉(zhuǎn)換信號(hào)轉(zhuǎn)換 Signal Conversion 將外部信號(hào)采入系統(tǒng)將外部信號(hào)采入系統(tǒng)CPU、MPU、DSP），），并加以處理，最后輸出并加以處理，最

4、后輸出:2022-1-2915:2022-1-2916:2022-1-2917:2022-1-2918:2022-1-2919工程設(shè)計(jì)中的工程設(shè)計(jì)中的A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程轉(zhuǎn)換過(guò)程多路選擇+_A/D轉(zhuǎn)換器模仿模仿信號(hào)信號(hào)A/D 觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)信號(hào)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)n1. 信號(hào)源控制 通道數(shù) 信號(hào)類型 (SE/DI) 信號(hào)范圍 自動(dòng)通道掃描2. 觸發(fā)源控制 觸發(fā)信號(hào)源 采樣頻率3. A/D 數(shù)據(jù)緩沖區(qū) 數(shù)據(jù)寄存器 FIFO 緩沖區(qū)總線（ PCI ）內(nèi)存(Buffer)4. 數(shù)據(jù)傳輸 I/O 指令 DMA 總線主控中斷信號(hào)中斷信號(hào)CPU5. 中斷信號(hào)控制6. A/D 分辨率與數(shù)據(jù)格式 數(shù)據(jù)位數(shù) 二進(jìn)制代碼或補(bǔ)碼 單

5、極性或雙極性7. 隔離與非隔離:2022-1-2920:2022-1-2921:2022-1-2922PC Based信號(hào)采集系統(tǒng)信號(hào)采集系統(tǒng):2022-1-2923 電力行業(yè)電力行業(yè) 電力錄波：電力錄波： 傳輸電過(guò)程的傳輸電過(guò)程的“黑匣子黑匣子”，記錄電力的波形，供故，記錄電力的波形，供故障事后分析。障事后分析。 32/64通道，每通道采樣率通道，每通道采樣率5kHz或或10kHz 要求同步采集，有些情況下要求外部觸發(fā)要求同步采集，有些情況下要求外部觸發(fā) (用用GPS信號(hào)作同步信號(hào)作同步):2022-1-2924 智能交通智能交通 車載車載“黑匣子黑匣子” 動(dòng)態(tài)記錄車輛行駛中的各種參數(shù)。動(dòng)態(tài)

6、記錄車輛行駛中的各種參數(shù)。 軍用：要求記錄點(diǎn)數(shù)多、性能高軍用：要求記錄點(diǎn)數(shù)多、性能高 民用：性能要求較低民用：性能要求較低 軌道交通軌道交通 車用控制系統(tǒng)，要求高，雙機(jī)熱備車用控制系統(tǒng)，要求高，雙機(jī)熱備 行車調(diào)度行車調(diào)度/監(jiān)控，環(huán)境較惡劣監(jiān)控，環(huán)境較惡劣 :2022-1-2925 自動(dòng)測(cè)試自動(dòng)測(cè)試(Automatic Test Equipment) 軍用軍用ATE系統(tǒng)系統(tǒng) 要求高，一般用要求高，一般用VXI或或PXI實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn) 會(huì)用到繼電器陣卡、開(kāi)關(guān)卡會(huì)用到繼電器陣卡、開(kāi)關(guān)卡 任意波形發(fā)生器卡、數(shù)字存儲(chǔ)示波器卡任意波形發(fā)生器卡、數(shù)字存儲(chǔ)示波器卡 芯片測(cè)試系統(tǒng)芯片測(cè)試系統(tǒng) IO卡配合低速采集卡卡配

7、合低速采集卡 其它測(cè)試設(shè)備其它測(cè)試設(shè)備:2022-1-2926 2|02|)()(ssaajXjX， msaajmjXTjX)(1)(2|),(1)(SaajXTjX :2022-1-292702/s )( jGT 2|02|)(ssTjG，)(txa)()()()( jXjGjXjYaa)( jG)(tg)(txa)()(txtya )( jXa)( jYmsaajmjXTjX)(1)(:2022-1-2928)(txa)( jGTnTtTnTtnTxtxnaa/ )(/ )(sin)()(:2022-1-2929利用利用DAC完成的數(shù)模轉(zhuǎn)換完成的數(shù)模轉(zhuǎn)換零階保持器的輸出波形零階保持器的輸出

8、波形零階保持器的幅頻特性零階保持器的幅頻特性解碼解碼零階保持零階保持平滑濾波平滑濾波x(n)xa(nT)xa(t)xa(t)理想低通理想低通濾波器濾波器:2022-1-2930)( jXa)( jXa:2022-1-2931)(),.,1(),0(),1(),.,( xxxxxx(n)-3 -2 -1 0 1 2 3n:2022-1-2932 0,00,1)(nnn (n)-3 -2 -1 0 1 2 3n1:2022-1-2933 0,00,1)(nnnuu(n) -2 -1 0 1 2 3 .n:2022-1-2934 NnnNnnRN或或0,010,1)(RN(n)0 1 . N-2 N

9、-1 Nn:2022-1-2935)()()()1()()()()(0NnununRnununknnuNk 0,00,)()(nnanuanxnn:2022-1-2936為模擬頻率。為模擬角頻率，為數(shù)字域頻率，fT)/sin()/sin()(/)sin()()sin()(| )()sin()(ssssnTtaafnffnnxfTnnxnTnxtxttx2:2022-1-2937:2022-1-293800sincos)(0 njnenxnj nknkknknkxnxk, 0, 1)()()()( knknnxknkx, 0),()()( :2022-1-2939kknkxnx)()()(:20

10、22-1-2940)(nxT)()(nxTny 在時(shí)域離散系統(tǒng)中，最重要和最常用的是線性時(shí)不變系統(tǒng)。在時(shí)域離散系統(tǒng)中，最重要和最常用的是線性時(shí)不變系統(tǒng)。很多物理過(guò)程都可用這類系統(tǒng)表征，且便于分析。很多物理過(guò)程都可用這類系統(tǒng)表征，且便于分析。:2022-1-2941，綜合表示：，齊次性，可加性滿足：，若：)()()()()()()()()()()()()()(21211121212211nbynaynbxnaxTnaynaxTnynynxnxTnxTnynxTny:2022-1-2942)()()()(00nnxTnnynxTny線性時(shí)不變系統(tǒng)輸入與輸出之間的關(guān)系線性時(shí)不變系統(tǒng)輸入與輸出之間的關(guān)

11、系)()()()()()()(nTnhnnhnhnxny 的零狀態(tài)響應(yīng)，的零狀態(tài)響應(yīng)，系統(tǒng)對(duì)于系統(tǒng)對(duì)于單位采樣響應(yīng)單位采樣響應(yīng):2022-1-2943模擬系統(tǒng)的非因果特性不能實(shí)現(xiàn)！模擬系統(tǒng)的非因果特性不能實(shí)現(xiàn)！數(shù)字系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可部分實(shí)現(xiàn)！數(shù)字系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可部分實(shí)現(xiàn)！:2022-1-2944 nnh)(:2022-1-2945)1()1()()(110 nybnxanxany:2022-1-2946:2022-1-2947:2022-1-2948bnaxnxTckxnxTbnxngnxTannk )()()()()()()()()()(0:Phone連續(xù)

12、時(shí)間信號(hào)連續(xù)時(shí)間信號(hào)復(fù)頻域分析復(fù)頻域分析Laplace變換變換( )x t頻域分析頻域分析()( )j tX jx t edt 傅立葉變換傅立葉變換( )( )stX sx t edtsj s 平面j0 sj0()X j( )X s:離散時(shí)間信號(hào)離散時(shí)間信號(hào)復(fù)頻域分析復(fù)頻域分析z-變換變換( )x n頻域分析頻域分析 ()jj nnX ex n e序列的傅立葉變換序列的傅立葉變換 ( )nnX zx n zjzre zRe zIm z01rjze 1r ()jX e ( )X z:z-變換變換 ( )nnX zx n znnx n zM( ) 即：即：:a1nx na u n( )( ) nn

13、nnnX za zazifazthat iszathenX zaz10011( )() ,1,ROC1( )1 ( )zX zza:1( )( )x nZX z101( )( )( )nnB zX zxx zx zA z122( )( )( )()()CCB zABX zA zzazbzczc1( )Res( )nx nX zz:( )x n ( )h n( )y n1.2.3.10( )()()NMkrkry na y nkb x nr( )( )( )( ) ()ky nx nh nx k h nk( )( )( )H zY zX z( )( )nnH zh n z4.()( )( )|j

14、jj nz enH eh n eH z :( )( )( )H zB zA z120121212( )( )1MMNNB zbb zb zb zA za za za z11()( )()MrrNkkzzH zGzp,1,;rz rM Zeros,1,;kp kN Poles:, 01rzr ( )0,0h nn( )nh n :11()( )()MrrNkkzzH zGzpjzre ()arg()11()()()()jMjmjj NMjjH emNjkkecH eGeH eeed : NiiNiijDCAeH11)( NiiNii11)( :()jH e c0222c01 c2c1c22c201 c2c1c22c()jH e c022c()jH e c022c()jH e c022c:Sample axtsf44.1kHz x nS