2信号分析基础1(信号分类时域幅值域)

测试技术 贾民平

测试技术

第二章、 第二章、信号及其描述本章学习要求： 本章学习要求：1.了解信号分类方法 2.掌握信号频域频谱分析方法 3.掌握典型信号的频域特性

测试技术 贾民平

2.1 信号的分类与描述

信号(signal):随时间或空间变化的物理 信号( ):随时间或空间变化的物理 ): 量。 信号是信息的载体，信息是信号的内容。 信号是信息的载体，信息是信号的内容。 同一个信息可以用不同的信号来运载。 同一个信息可以用不同的信号来运载。 依靠信号实现电、光、声、力、温度、压 依靠信号实现电、 温度、 力、流量等的传输 电信号易于变换、处理和传输，非电信号 电信号易于变换、处理和传输， 电信号。 电信号。

测试技术 贾民平

0001 1010 0101 0111

0111 0110

1100 0110

0101

0101 0001 1000

摩尔码

测试技术 贾民平

第二章、 第二章、信号分析基础 信号的分类主要是依据信号波形特征来划分 在介绍信号分类前，先建立信号波形的概念。 的 ， 在介绍信号分类前 ， 先建立信号波形的概念 。 信号波形： 信号波形 ：被测信号信号幅度随时间的变化历程 称为信号的波形。 称为信号的波形。

波形

测试技术 贾民平

2.1 信号的分类与描述

A0

t

信号波形图：用被测物理量的强度作为纵坐标， 信号波形图：用被测物理量的强度作为纵坐标， 用时间做横坐标， 用时间做横坐标，记录被测物理量随时间的变 化情况。 化情况。

测试技术 贾民平

第二章、 第二章、信号分析基础 为深入了解信号的物理实质， 为深入了解信号的物理实质，将其进行分类研究 是非常必要的，从不同角度观察信号，可分为： 是非常必要的，从不同角度观察信号，可分为： 1 从信号描述上分 --确定性信号与非确定性信号； --确定性信号与非确定性信号； 确定性信号与非确定性信号 2 从信号的幅值和能量上 --能量信号与功率信号； --能量信号与功率信号； 能量信号与功率信号 3 从分析域上 --时域与频域； --时域与频域； 时域与频域 4 从连续性 --连续时间信号与离散时间信号； --连续时间信号与离散时间信号； 连续时间信号与离散时间信号

测试技术 贾民平

2.1 信号的分类与描述

1 确定性信号与非确定性信号可以用明确数学关系式描述的信号称为确定 性信号。 性信号。不能用数学关系式描述的信号称为非确 定性信号。 定性信号。

测试技术 贾民平

x(t) m x(t)A

k

0

t

φ0x ( t ) = A cos( k t + φ0 ) m

测试技术 贾民平

2.1 信号的分类与描述 周期信号： a) 周期信号：经过一定时间可以重复出现的信号 x ( t ) = x ( t + nT )

简单周期信号 复杂周期信号

测试技术 贾民平

2.1 信号的分类与描述 非周期信号：在不会重复出现的信号。 b) 非周期信号：在不会重复出现的信号。

准周期信号: 由多个周期信号合成， 但各信号

频率不成 准周期信号 : 由多个周期信号合成 ， 公倍数。 sin(t)+sin(√2 公倍数。如：x(t) = sin(t)+sin(√2.t)

瞬态信号:持续时间有限的信号， 瞬态信号 持续时间有限的信号， 持续时间有限的信号 如 x(t)= e-Bt . Asin(2*pi*f*t)

测试技术 贾民平

2.1 信号的分类与描述 c)非确定性信号 ： 不能用数学式描述， 其幅值、 c) 非确定性信号： 不能用数学式描述 ， 其幅值 、 相 非确定性信号 位变化不可预知， 所描述物理现象是一种随机过程。 位变化不可预知 ， 所描述物理现象是一种随机过程 。噪声信号(平稳 噪声信号 平稳) 平稳

噪声信号(非平稳 噪声信号 非平稳) 非平稳

统计特性变异

测试技术 贾民平

2.1 信号的分类与描述

2 能量信号与功率信号a)能量信号 a)能量信号 在所分析的区间( 在所分析的区间 ( -∞ , ∞ ) , 能量为有限 值的信号称为能量信号，满足条件： 值的信号称为能量信号，满足条件：

∫

∞ ∞

x

2

( t ) dt < ∞

一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号。 一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号。

测试技术 贾民平

2.1 信号的分类与描述 b)功率信号 b)功率信号 在所分析的区间( 在所分析的区间(-∞,∞),能量不是有限 此时，研究信号的平均功率更为合适。 值.此时，研究信号的平均功率更为合适。T ∞ →

lim

1 2T

∫

T

T

x (t )dt < ∞2

一般持续时间无限的信号都属于功率信号: 一般持续时间无限的信号都属于功率信号

测试技术 贾民平

2.1 信号的分类与描述 3 时限与频限信号 a) 时域有限信号 (t1 内有定义，其外恒等于零. 在时间段 (t1,t2)内有定义，其外恒等于零.三角脉冲信号

b) 频域有限信号 (f1 在 频 率 区 间 (f1 , f2 ) 内 有 定 义 ， 其 外 恒 等于 零. 正弦波幅值谱

测试技术 贾民平

2.1 信号的分类与描述 4 连续时间信号与离散时间信号 连续时间信号: a) 连续时间信号:在所有时间点上有定义

b)离散时间信号: b)离散时间信号:在若干时间点上有定义 离散时间信号采样信号

测试技术 贾民平

第二章、 第二章、信号分析基础

2.2 信号的频域分析信号频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t) 信号频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t) 变换为频域信号X(f) X(f), 变换为频域信号X(f),从而帮助人们从另一个角度 来了解信号的特征。 来了解信号的特征。X(t)= sin(2πnft)傅里叶 变换

08563A

tSPECTRUM ANALYZER 9 kHz - 26.5 GHz

0

f