工程测试技术 第五章数字信号处理 第一讲
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第五章信号处理初步一、知识要点及要求(1)了解信号处理的目的和分类,及数字信号处理的基本步骤;(2)掌握模拟信号数字化出现的问题、原因和措施;(3)掌握信号的相关分析及其应用;(4)掌握信号的功率谱分析及其应用。
二、重点内容及难点(一)信号处理1、信号处理的目的(1)分离信号和噪声,提高信噪比;(2)从信号中提取有用的特征信号;(3)修正测试系统的某些误差,如传感器的线性误差、温度影响等。
2、信号处理的分类模拟信号处理:对模拟信号进行处理,由一系列能实现模拟运算的电路来实现。
数字信号处理:对数字信号进行处理,可以在通用计算机上借助程序来实现,或由专用数字信号处理机(DSP芯片)来实现。
(二)数字信号处理的基本步骤1、(1)电压幅值调整;(2)必要的滤波;(3)隔直;(4)解调。
2、A/D转换的作用:把模拟信号转换为数字信号,以便能用数字方法进行处理。
(1)采样:时间离散;(2)量化:幅值离散;(3)截断。
3、计算机或数字信号处理器的作用对数字化之后的信号进行处理。
(三)模拟信号的数字化1、时域采样和混叠时域采样,就是等时间间隔地取点。
从数学处理上看,就是乘以采样函数,时域相乘相当于频域作卷积,就相当于频谱的周期延拓,即频谱的搬移。
在频域中,如果频谱的搬移距离过小,搬移后的频谱就会有一部分相互交叠,从而使新合成的频谱与原频谱不一致,无法准确地恢复原时域信号,这种现象称为混叠。
2、时域截断和泄漏时域截断,就是取有限长的信号。
从数学处理上看,就是乘以有限宽矩形窗函数。
时域相乘相当于频域作卷积,就相当于频谱的周期延拓,即频谱的搬移。
在频域中,由于矩形窗函数的频谱是一个无限带宽的sinc函数,即使原模拟信号是有限带宽的,截断后也必然成为无限带宽的,这种信号的能量在频率轴分布扩展的现象称为泄漏。
3、频域采样和栅栏效应频域采样,就是在频率轴上等间隔地取点,使频率离散化。
从数学处理上看,就是乘以频率采样函数。
频域相乘相当于时域作卷积,就相当于时域波形的周期延拓,即频域波形的搬移。