信號(hào)與系統(tǒng)-抽樣定理-課件PPT

1、12021/8/26 2021/8/262x,Fs,Bits=wavread(myhreat);play(x)Fs=22,050; Bits=161. 什么是信號(hào)抽樣什么是信號(hào)抽樣2021/8/263kTttxkx)(1. 什么是信號(hào)抽樣什么是信號(hào)抽樣2021/8/2642. 為什么進(jìn)行為什么進(jìn)行信號(hào)抽樣信號(hào)抽樣離散系統(tǒng)A/DD/A輸入x(t)xkyk輸出y(t)用數(shù)字方式處理模擬信號(hào)(1) 信號(hào)穩(wěn)定性好信號(hào)穩(wěn)定性好: 數(shù)據(jù)用二進(jìn)制表示，受外界影響小。(4) 系統(tǒng)精度高系統(tǒng)精度高: 可通過(guò)增加字長(zhǎng)提高系統(tǒng)的精度。(5) 系統(tǒng)靈活性強(qiáng)系統(tǒng)靈活性強(qiáng): 改變系統(tǒng)的系數(shù)使系統(tǒng)完成不同功能。(2) 信號(hào)

2、可靠性高信號(hào)可靠性高: 存儲(chǔ)無(wú)損耗，傳輸抗干擾。離散信號(hào)與系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：離散信號(hào)與系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：(3) 信號(hào)處理簡(jiǎn)便信號(hào)處理簡(jiǎn)便: 信號(hào)壓縮，信號(hào)編碼，信號(hào)加密等2021/8/2653. 如何進(jìn)行如何進(jìn)行信號(hào)抽樣信號(hào)抽樣2021/8/2663. 如何進(jìn)行如何進(jìn)行信號(hào)抽樣信號(hào)抽樣kTttxkx)(如何選取抽樣間隔如何選取抽樣間隔T？2021/8/267 傳統(tǒng)模型 新模型4. 信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)2021/8/2684. 信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo))j (X)( kxtxkTt連續(xù)信號(hào)連續(xù)信號(hào)x(t)的頻譜為的頻譜為X(j )，離散序列離散序列xk 頻譜為頻譜為 X(

3、ejW W)kTttxkx)()( )e (jTXWW2021/8/2694. 信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)kTkTtt)()(T/2sam)()(samsamsamnn0TT)(tT) 1 (t0samsam)(sam)(sam2021/8/26104. 信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)kTkTtkTxttxtx)()( )()( )(sam)(*)j (21)j (samsamsamnXXn)( j 1samnXTn)e (e )(e )()j (jjjsamWXkTxkTxXkkkTk2021/8/26114. 信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)若連續(xù)信號(hào)若連續(xù)信號(hào)x(t)

4、的頻譜為的頻譜為X(j )，離散序列離散序列xk 頻譜為頻譜為 X(ejW W)，且存在且存在其中：其中： T 為抽樣間隔，為抽樣間隔， sam=2p p /T為抽樣角頻率為抽樣角頻率)( )( j 1 )e (samjTnXTXnWW則有則有kTttxkx)(信號(hào)時(shí)域的離散化導(dǎo)致其頻域的周期化信號(hào)時(shí)域的離散化導(dǎo)致其頻域的周期化2021/8/26124. 信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)msam2離散序列離散序列xk頻譜與抽樣間隔頻譜與抽樣間隔T之間的之間的關(guān)系關(guān)系2021/8/26134. 信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)離散序列離散序列xk頻譜與抽樣間隔頻譜與抽樣間隔T之間的之間的

5、關(guān)系關(guān)系msam22021/8/26144. 信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)信號(hào)抽樣的理論推導(dǎo)離散序列離散序列xk頻譜與抽樣間隔頻譜與抽樣間隔T之間的之間的關(guān)系關(guān)系msam2 混疊混疊(aliasing)2021/8/26156. 信號(hào)抽樣的物理實(shí)現(xiàn)信號(hào)抽樣的物理實(shí)現(xiàn)kTttxkx)(抽樣間隔(周期) T (s)抽樣角頻率 sam=2p/T (rad/s)抽樣頻率 fsam=1/T (Hz)2021/8/2616 已知實(shí)信號(hào)x(t)的最高頻率為fm (Hz)，試計(jì)算對(duì)各信號(hào)x(2t)， x(t)*x(2t)， x(t)x(2t)抽樣不混疊的最小抽樣頻率。對(duì)信號(hào)x(2t)抽樣時(shí)，最小抽樣頻率為 4fm(Hz

6、)；對(duì)x(t)*x(2t)抽樣時(shí)，最小抽樣頻率為2fm(Hz)；對(duì)x(t)x(2t)抽樣時(shí)，最小抽樣頻率為 6fm(Hz)。 根據(jù)信號(hào)時(shí)域與頻域的對(duì)應(yīng)關(guān)系及得：2021/8/26177. 抽樣定理的工程應(yīng)用抽樣定理的工程應(yīng)用許多實(shí)際工程信號(hào)不滿足帶限條件許多實(shí)際工程信號(hào)不滿足帶限條件)j (Hmm10 抗抗 混混低通濾波器低通濾波器)(tx)(1tx)(th2021/8/2618與與比比較較7. 抽樣定理的工程應(yīng)用抽樣定理的工程應(yīng)用2021/8/2619抽樣頻率fs=44,100 Hz抽樣頻率fs=5,512 Hz抽樣頻率fs=5,512 Hz抽樣前對(duì)信號(hào)進(jìn)行了抗混疊濾波2021/8/2620

7、對(duì)連續(xù)帶限信號(hào)進(jìn)行抽樣時(shí)，只需抽樣速率 fs 2fm。 在工程應(yīng)用中，抽樣速率為何常設(shè)為 fs (35)fm？時(shí)域抽樣問(wèn)題的探究時(shí)域抽樣問(wèn)題的探究研究性課題2021/8/26218. 抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例x(t)xkyky(t)利用離散系統(tǒng)處理連續(xù)時(shí)間信號(hào) 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理 鐵路控制信號(hào)識(shí)別2021/8/26228. 抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例 鐵路控制信號(hào)識(shí)別鐵路控制信號(hào)識(shí)別2021/8/26238. 抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是軌道交通最重要的技術(shù)裝備，它是由軌道電路以鋼軌為通道，將控制列車的信息傳輸?shù)搅熊嚿系摹?/p>

8、 2021/8/26248. 抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例 車載主體機(jī)車系統(tǒng)，是其中的關(guān)鍵部分，功能是接收來(lái)自鋼軌的信號(hào)，經(jīng)過(guò)解調(diào)、譯碼來(lái)控制駕駛室信號(hào)機(jī)的信號(hào)顯示，同時(shí)輸出給后級(jí)的列車速度控制設(shè)備。 系統(tǒng)主要由接收線圈（天線）、控制主機(jī)（包含記錄器及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)模塊）及機(jī)車信號(hào)機(jī)（信號(hào)顯示器）構(gòu)成。 2021/8/26258. 抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例 傳統(tǒng)的車載信號(hào)系統(tǒng)，由于安全性及可靠性等技術(shù)的局限，僅能作為輔助信號(hào)應(yīng)用，司機(jī)必須瞭望地面信號(hào)機(jī)來(lái)駕駛列車。 國(guó)際公認(rèn)160km/h以上或高密度的列車運(yùn)行已不能靠司機(jī)瞭望地面信號(hào)方式保證安全，而必須以車載信號(hào)作為主體信號(hào)來(lái)控制列車。 2021/8/26268. 抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例 主要產(chǎn)品：JT1-CZ2000型機(jī)車信號(hào)車載系統(tǒng)。2021/8/26278. 抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例抽樣定理的實(shí)際應(yīng)用舉例 鐵路控制信號(hào)識(shí)別鐵路控制信號(hào)識(shí)別