老師課件第01章1.1信號(hào)及其描述

1、第一章 信號(hào)及其描述機(jī)械工程測(cè)試技術(shù) 信號(hào)的分類與描述 周期信號(hào)與離散頻譜 瞬變非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜 隨機(jī)信號(hào) 測(cè)試技術(shù)的一般問題1.1.1 信號(hào)的分類從不同角度觀察信號(hào)，可以將其分為： 1 從信號(hào)描述上分-確定性信號(hào)與非確定性信號(hào)；2 從信號(hào)的幅值和能量上-能量信號(hào)與功率信號(hào)；3 從分析域上-時(shí)限信號(hào)和頻限信號(hào)；4 從連續(xù)性-連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào)；5 從可實(shí)現(xiàn)性 -物理可實(shí)現(xiàn)信號(hào)與物理不可實(shí)現(xiàn)信號(hào)。信號(hào)及其描述1.1 信號(hào)的分類與描述1.1.1 信號(hào)的分類1. 確定性信號(hào)與隨機(jī)信號(hào)（非確定性信號(hào)） 可以用明確數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的信號(hào)稱為確定性信號(hào)。不能用數(shù)學(xué)關(guān)系式描述的信號(hào)稱為非確定性信號(hào)

2、(隨機(jī)信號(hào)) 。1 確定性信號(hào)與隨機(jī)信號(hào) 信號(hào)波形：被測(cè)信號(hào)信號(hào)幅度隨時(shí)間的變化歷程稱為信號(hào)的波形。 信號(hào)的分類主要是依據(jù)信號(hào)波形特征來(lái)劃分的，在介紹信號(hào)分類前，先建立信號(hào)波形的概念。振動(dòng)弦(聲源)聲級(jí)計(jì)記錄儀0At信號(hào)波形圖：用被測(cè)物理量的強(qiáng)度作為縱坐標(biāo)，用時(shí)間做橫坐標(biāo)，記錄被測(cè)物理量隨時(shí)間的變化情況。1). 周期信號(hào) 經(jīng)過一定時(shí)間可以重復(fù)出現(xiàn)的信號(hào), 即有 x ( t ) = x ( t + nT )簡(jiǎn)單周期信號(hào)復(fù)雜周期信號(hào)1 確定性信號(hào)與隨機(jī)信號(hào)2). 非周期信號(hào) 不會(huì)重復(fù)出現(xiàn)的信號(hào)。 準(zhǔn)周期信號(hào)準(zhǔn)周期信號(hào):由多個(gè)周期信號(hào)合成，但各周期信號(hào)的頻率不成公倍數(shù)，其合成信號(hào)不是周期信號(hào)。如：x

3、(t) = sin(t)+sin(2.t)瞬態(tài)信號(hào)瞬態(tài)信號(hào):持續(xù)時(shí)間有限的信號(hào)，如 x(t)= e-Bt . Asin(2*pi*f*t)1 確定性信號(hào)與非確定性信號(hào)3). 隨機(jī)信號(hào)(非確定性信號(hào)) 不能用數(shù)學(xué)式描述，其幅值、相位變化不可預(yù)知，所描述物理現(xiàn)象是一種隨機(jī)過程。 噪聲信號(hào)(平穩(wěn))噪聲信號(hào)(非平穩(wěn))統(tǒng)計(jì)特性變異1 確定性信號(hào)與隨機(jī)信號(hào)1.1.1 信號(hào)的分類2 能量信號(hào)與功率信號(hào) 1). 能量信號(hào) 在所分析的區(qū)間（-，），能量J為有限值的信號(hào)稱為能量信號(hào)，滿足條件： 一般持續(xù)時(shí)間有限的瞬態(tài)信號(hào)是能量信號(hào)。瞬態(tài)信號(hào)2). 功率信號(hào) 在所分析的區(qū)間（-，），能量J不是有限值此時(shí)，研究信號(hào)的

4、平均功率P更為合適。 一般持續(xù)時(shí)間無(wú)限的信號(hào)都屬于功率信號(hào)。復(fù)雜周期信號(hào)噪聲信號(hào)(平穩(wěn))2 能量信號(hào)與功率信號(hào) 1.1.1 信號(hào)的分類 3. 時(shí)限與頻限信號(hào) 1). 時(shí)域有限信號(hào) 在時(shí)間段 (t1，t2)內(nèi)有定義，其外恒等于零 2). 頻域有限信號(hào) 在頻率區(qū)間(f1，f2 )內(nèi)有定義，其外恒等于零 三角脈沖信號(hào)正弦波幅值譜4. 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào) 1). 連續(xù)時(shí)間信號(hào):在所有時(shí)間點(diǎn)上有定義 2). 離散時(shí)間信號(hào):在若干時(shí)間點(diǎn)上有定義幅值連續(xù)幅值不連續(xù)采樣信號(hào)1.1.1 信號(hào)的分類5. 物理可實(shí)現(xiàn)信號(hào)與物理不可實(shí)現(xiàn)信號(hào)1).物理可實(shí)現(xiàn)信號(hào)：又稱為單邊信號(hào)，滿足條件：t0時(shí)，x(t) =

5、0，即在時(shí)刻小于零的一側(cè)全為零。2). 物理不可實(shí)現(xiàn)信號(hào)：在事件發(fā)生前(t0)就預(yù)制知信號(hào)。1.1 信號(hào)的分類 1.1.2 信號(hào)的時(shí)域描述和頻域描述1.1 信號(hào)的分類與描述 1. 信號(hào)的時(shí)域描述：以時(shí)間為獨(dú)立變量，反映信號(hào)幅值隨時(shí)間變化的關(guān)系。圖1-4所示周期方波的時(shí)域表達(dá)式為1.1.2 信號(hào)的時(shí)域描述和頻域描述1.1 信號(hào)的分類與描述 2. 信號(hào)的頻域描述：以頻率為獨(dú)立變量，反映信號(hào)各頻率成分的幅值、相位與頻率之間的關(guān)系。幅頻譜相頻譜1.1.2 信號(hào)的時(shí)域描述和頻域描述1.1 信號(hào)的分類與描述 3. 注意 (1)時(shí)域描述反映出信號(hào)瞬時(shí)值隨時(shí)間變化的情況； 頻域描述反映信號(hào)的頻率組成及其幅值、相角之大小。(2) 根據(jù)不同的需要，采用不同的描述方式 如評(píng)定機(jī)器強(qiáng)度時(shí)域描述，均方根值 尋找振源 頻域描