傳感與測試技術(shù)-信號的調(diào)理與記錄ppt課件

1、第四章第四章 信號的調(diào)理與記錄信號的調(diào)理與記錄1;.傳感器傳感器調(diào)理與處理調(diào)理與處理顯示或控制裝置顯示或控制裝置被測信號被測信號信號信號信號調(diào)理的的目的是便于信號的傳輸與處理。信號調(diào)理的的目的是便于信號的傳輸與處理。 1.1.傳感器輸出的電信號很微弱，大多數(shù)不能直接輸送到顯示、記錄或分析儀器傳感器輸出的電信號很微弱，大多數(shù)不能直接輸送到顯示、記錄或分析儀器中去，需要進一步放大，有的還要進行阻抗變換。中去，需要進一步放大，有的還要進行阻抗變換。 2.2.有些傳感器輸出的是電信號中混雜有干擾噪聲，需要去掉噪聲，提高信噪比。有些傳感器輸出的是電信號中混雜有干擾噪聲，需要去掉噪聲，提高信噪比。2;.3

2、3.3.某些場合，為便于信號的遠距離傳輸，需要對傳感器測量信進行調(diào)制解調(diào)處理。某些場合，為便于信號的遠距離傳輸，需要對傳感器測量信進行調(diào)制解調(diào)處理。 4.傳感器輸出的是非電信號傳感器輸出的是非電信號信號調(diào)理與記錄的意義信號調(diào)理與記錄的意義4主要內(nèi)容主要內(nèi)容電橋電橋調(diào)制與解調(diào)調(diào)制與解調(diào)濾波器濾波器信號的放大信號的放大測試信號的顯示與記錄測試信號的顯示與記錄 5第一節(jié)第一節(jié) 電橋電橋定義：電橋是將電阻、電感、電容等參量的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出的一種測定義：電橋是將電阻、電感、電容等參量的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出的一種測量電路。量電路。分類：分類： 按激勵電壓的不同可分為按激勵電壓的不同可分為 直

3、流電橋直流電橋交流電橋交流電橋6直流電橋平衡條件直流電橋平衡條件bacdR1R2R3R4I1I2UeUoeeadabeadeabeeURRRRRRRRURRRRRRUUUURRRRIUURRRRIURRUIRRUI)()(;4321423143421104344221111432211平衡條件：平衡條件：對臂電阻乘積相等。即：對臂電阻乘積相等。即：R1R3=R2R47直流電橋的輸出特性直流電橋的輸出特性單臂電橋接法單臂電橋接法 為了簡化橋路，設(shè)計取為了簡化橋路，設(shè)計取eoURRRRRRRRRRU43214231)(04321RRRRRe004,URRURRo所以一般e0o24URRRUabcd

4、R1+RR2R3R4I1I2UeUo8直流電橋的輸出特性直流電橋的輸出特性半橋接法半橋接法abcdR1+RR2-RR3R4I1I2UeUoe00000022URRRRRRRRUoeoURRRRRRRRU43214231e02URRUo9直流電橋的輸出特性直流電橋的輸出特性如果像右圖一樣接橋，如果像右圖一樣接橋，輸出的電壓是多少？輸出的電壓是多少？abcdR1+RR2+RR3R4I1I2UeUoe00000022URRRRRRRRUoeoURRRRRRRRU432142310oU10電橋的和差特性電橋的和差特性若相鄰兩橋臂電阻同相變化，所產(chǎn)生的輸出電壓的變化將互相抵消；若相鄰兩橋臂電阻同相變化，

5、所產(chǎn)生的輸出電壓的變化將互相抵消；若相鄰兩橋臂電阻反相變化，所產(chǎn)生的輸出電壓的變化將互相疊加；若相鄰兩橋臂電阻反相變化，所產(chǎn)生的輸出電壓的變化將互相疊加；11直流電橋的輸出特性直流電橋的輸出特性全橋接法全橋接法abcdR1+RR2-RR3+RR4-RI1I2UeUoeoURRRRRRRRU43214231e0URRUoe2020202URRRRRUoe20044URRR 12單臂電橋接法：單臂電橋接法：半橋接法：半橋接法：全橋接法：全橋接法： 全橋接法的靈敏度最高全橋接法的靈敏度最高eoURRU02eoURRU0eoURRU04131415交流電橋交流電橋交流電橋特點：交流電橋特點：電橋四臂：

6、電橋四臂：R、L、C；電源：交流電壓電源：交流電壓各阻抗用指數(shù)式表示為：各阻抗用指數(shù)式表示為： 阻抗角是各橋臂電流與電壓之間的相位差。阻抗角是各橋臂電流與電壓之間的相位差。 純電阻時電流與電壓同相位，純電阻時電流與電壓同相位，=0； 電感性阻抗，電感性阻抗，0； 電容性阻抗，電容性阻抗，fm)。25解調(diào)解調(diào)同步解調(diào)：同步解調(diào)： 把調(diào)幅波再次與原載波信號相乘，則頻域圖形把調(diào)幅波再次與原載波信號相乘，則頻域圖形將再一次進行將再一次進行“偏移偏移”。若用一個低通濾波器。若用一個低通濾波器濾去中心頻率為濾去中心頻率為2f0的高頻成分，那么將可以復(fù)的高頻成分，那么將可以復(fù)現(xiàn)原信號的頻譜（幅值減小為一半）

7、。現(xiàn)原信號的頻譜（幅值減小為一半）?！巴酵健敝附庹{(diào)時所乘的信號與調(diào)制時的載波信號具有指解調(diào)時所乘的信號與調(diào)制時的載波信號具有相同的頻率和相位。相同的頻率和相位。 tftxtx04cos212 tftftx002cos2cos tftxtx04cos21226包絡(luò)檢波（整流檢波）包絡(luò)檢波（整流檢波）把調(diào)制信號進行偏置，疊加一個直流分量把調(diào)制信號進行偏置，疊加一個直流分量A，使偏置后的信號都具有正電壓，那么，使偏置后的信號都具有正電壓，那么調(diào)幅波的包絡(luò)線將具有原調(diào)制信號的形狀。把該調(diào)幅波簡單地整流、濾波就可恢調(diào)幅波的包絡(luò)線將具有原調(diào)制信號的形狀。把該調(diào)幅波簡單地整流、濾波就可恢復(fù)原調(diào)制信號。復(fù)

8、原調(diào)制信號。27相敏檢波相敏檢波相敏檢波電路是具有鑒別調(diào)制信號相位和選頻能力的檢波電路。相敏檢波電路是具有鑒別調(diào)制信號相位和選頻能力的檢波電路。交變信號過零線時符號發(fā)生突變（交變信號過零線時符號發(fā)生突變（+、-），與之對應(yīng)的調(diào)幅波相位（與載波比較），與之對應(yīng)的調(diào)幅波相位（與載波比較）也相應(yīng)地發(fā)生也相應(yīng)地發(fā)生180的相位跳變。利用載波信號與調(diào)幅信號比相，便既能反映出原的相位跳變。利用載波信號與調(diào)幅信號比相，便既能反映出原信號的幅值又能反映其極性。信號的幅值又能反映其極性。28頻率調(diào)制及其解調(diào)頻率調(diào)制及其解調(diào)概念：利用調(diào)制信號控制高頻載波信號頻率變化的過程概念：利用調(diào)制信號控制高頻載波信號頻率變化

9、的過程原理：設(shè)載波原理：設(shè)載波y(t)=Acos(0t+0)， 調(diào)頻調(diào)頻 (t) = 0+kx(t) x(t)xf(t)tt29調(diào)頻方法調(diào)頻方法)1 (2100CCLCf電路的諧振頻率：電路的諧振頻率： 若電容的變化量為若電容的變化量為C，則，則泰勒級數(shù)展開并忽略高階項泰勒級數(shù)展開并忽略高階項LCf21ffCCff00021002CCff30調(diào)頻信號解調(diào)（鑒頻）調(diào)頻信號解調(diào)（鑒頻）鑒頻：是將頻率變化恢復(fù)成調(diào)制信號電壓幅值變化的過程。鑒頻：是將頻率變化恢復(fù)成調(diào)制信號電壓幅值變化的過程。31調(diào)幅與調(diào)頻的比較調(diào)幅與調(diào)頻的比較頻率調(diào)制較之幅度調(diào)制的一個重要的優(yōu)點是改善了信噪比頻率調(diào)制較之幅度調(diào)制的一個

10、重要的優(yōu)點是改善了信噪比調(diào)頻系統(tǒng)較之調(diào)幅系統(tǒng)復(fù)雜調(diào)頻系統(tǒng)較之調(diào)幅系統(tǒng)復(fù)雜分析調(diào)頻波要比分析調(diào)幅波困難，實際上，對調(diào)頻波的分析是近似的分析調(diào)頻波要比分析調(diào)幅波困難，實際上，對調(diào)頻波的分析是近似的32第三節(jié)第三節(jié) 濾波器濾波器濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定頻率成分通過，而極大地衰減其他頻濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分率成分分類：（根據(jù)濾波器的選頻作用分為）分類：（根據(jù)濾波器的選頻作用分為） 低通低通高通高通帶通帶通帶阻帶阻33濾波器作用濾波器作用34理想濾波器理想濾波器理想濾波器：是指能使通帶內(nèi)信號的幅值和相位都不失真，阻帶內(nèi)的頻率成分都理想濾

11、波器：是指能使通帶內(nèi)信號的幅值和相位都不失真，阻帶內(nèi)的頻率成分都衰減為零的濾波器。衰減為零的濾波器。理想濾波器的頻率響應(yīng)為理想濾波器的頻率響應(yīng)為 0020ftjeAfHcff 其它 fHcfcf)( fcfcf0A理想濾波器是不能實現(xiàn)的理想濾波器是不能實現(xiàn)的35實際濾波器的特征參數(shù)實際濾波器的特征參數(shù)0A實際濾波器幅頻特性中通帶和阻帶間沒有嚴格界限，存在過渡帶。實際濾波器幅頻特性中通帶和阻帶間沒有嚴格界限，存在過渡帶。f361)1)截止頻率截止頻率f fc c：0.707A0.707A0 0所對應(yīng)的頻率所對應(yīng)的頻率 2)2)紋波幅度紋波幅度d d：繞幅頻特性均值：繞幅頻特性均值A(chǔ) A0 0波動

12、值波動值3)3)帶寬帶寬B B和品質(zhì)因數(shù)和品質(zhì)因數(shù)Q Q：下兩截頻間的頻率范圍稱為帶寬。中心頻率和帶寬之比稱為品：下兩截頻間的頻率范圍稱為帶寬。中心頻率和帶寬之比稱為品質(zhì)因數(shù)質(zhì)因數(shù) 。 波動幅度波動幅度d d與幅頻特性平均值與幅頻特性平均值A(chǔ)0A0相比應(yīng)遠小于相比應(yīng)遠小于 -3dB-3dB。0ffc1fc2A00.707A0BQ=f0 / Bd37實際濾波電路實際濾波電路低通濾波器低通濾波器OUiURCRCjUUio11RCjjH11 ffACRftgfRCfHCRtgRC2211)(11121238幅頻特性幅頻特性2211fRCfA）（211cff1 RCfc2121 fHf039高通濾波器

13、高通濾波器OUiURCfCRjfCRjCfjRRfH212211RCfc2121 fHf21)(ccfffffA40濾波器的應(yīng)用濾波器的應(yīng)用機床軸心軌跡的濾波處理機床軸心軌跡的濾波處理 41濾除信號中的高頻噪聲，以便于觀察軸心運動規(guī)律濾除信號中的高頻噪聲，以便于觀察軸心運動規(guī)律42鋼管無損探傷鋼管無損探傷濾除信號中的零漂和低頻晃動，便于門限報警濾除信號中的零漂和低頻晃動，便于門限報警43調(diào)節(jié)計算機調(diào)節(jié)計算機mp3播放器等軟件中的聲音均衡器，試驗其對音樂信號的濾波情況。播放器等軟件中的聲音均衡器，試驗其對音樂信號的濾波情況。310Hz3kHz這三段它們包含了大多數(shù)樂器的低頻諧波，如果提升過多會使

14、聲音像這三段它們包含了大多數(shù)樂器的低頻諧波，如果提升過多會使聲音像電話里的聲音。如把電話里的聲音。如把600Hz和和1kHz過度提升會使聲音像喇叭的聲音。如把過度提升會使聲音像喇叭的聲音。如把3kHz提提升過多會掩蔽說話的識別音，即口齒不清，并使唇音升過多會掩蔽說話的識別音，即口齒不清，并使唇音“mbv”難以分辨。如把難以分辨。如把1kHz和和3kHz過分提升會使聲音具有金屬感。由于人耳對這一頻段比較敏感，通常不調(diào)過分提升會使聲音具有金屬感。由于人耳對這一頻段比較敏感，通常不調(diào)節(jié)這一段，過分提升這一段會使聽覺疲勞。節(jié)這一段，過分提升這一段會使聽覺疲勞。44第四節(jié)第四節(jié) 信號的放大信號的放大放大

15、器的特點放大器的特點虛短虛短 u+=u-虛斷虛斷 i+=i-=0+-u-u+uo45基本放大電路基本放大電路反相放大器反相放大器Ii=If，U+=U-=0I1IfU+U-+o111RURUUIiifoffRURUUI01RRUUAfiouf46同相放大器同相放大器差分放大器差分放大器111RRRUUAfioufoUi2R2U0Ui1RfR1Rf121RRUUUAfiiOufd111RRRUUAfiOuf47儀器放大器儀器放大器也稱精密放大器，通常用于對傳感器送出的微弱電信號進行放大，為此要求也稱精密放大器，通常用于對傳感器送出的微弱電信號進行放大，為此要求儀器放儀器放大器要有很高的電壓增益大器

16、要有很高的電壓增益。)(1123521iiGouuRRRRRu 48第五節(jié)第五節(jié)測試信號的顯示與記錄測試信號的顯示與記錄目的：目的：測試人員通過顯示儀器觀察各路信號的大小或?qū)崟r波形；測試人員通過顯示儀器觀察各路信號的大小或?qū)崟r波形；及時掌握測試系統(tǒng)的動態(tài)信息，及時采取相應(yīng)的措施及時掌握測試系統(tǒng)的動態(tài)信息，及時采取相應(yīng)的措施-增益調(diào)整、濾波等；增益調(diào)整、濾波等；記錄信號的重現(xiàn)；記錄信號的重現(xiàn)；對信號進行后續(xù)的分析和處理。對信號進行后續(xù)的分析和處理。49信號的顯示信號的顯示指示機構(gòu)指示機構(gòu)50信號的記錄信號的記錄傳統(tǒng)的方法傳統(tǒng)的方法-光線示波器、磁帶記錄等已很少使用光線示波器、磁帶記錄等已很少使用

17、目前比較常用的：目前比較常用的：用數(shù)據(jù)采集儀器進行信號記錄用數(shù)據(jù)采集儀器進行信號記錄用計算機內(nèi)插用計算機內(nèi)插A/D卡進行數(shù)據(jù)采集與記錄卡進行數(shù)據(jù)采集與記錄儀器前段直接實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與記錄儀器前段直接實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與記錄51第五章第五章 信號處理初步信號處理初步信號處理的目的信號處理的目的分離信、噪，提高分離信、噪，提高SNR；從信號中提取有用的特征信號；從信號中提取有用的特征信號；修正測試系統(tǒng)的某些誤差，如傳感器的線性誤差、溫度影響等。修正測試系統(tǒng)的某些誤差，如傳感器的線性誤差、溫度影響等。52信號處理系統(tǒng)分類信號處理系統(tǒng)分類模擬信號處理系統(tǒng)模擬信號處理系統(tǒng)由一系列能實現(xiàn)模擬運算的電路，如模擬濾波

18、器、乘法器、微分放大器等環(huán)由一系列能實現(xiàn)模擬運算的電路，如模擬濾波器、乘法器、微分放大器等環(huán)節(jié)組成。節(jié)組成。通常是數(shù)字信號處理的前奏，例如濾波、限幅、隔直、解調(diào)等預(yù)處理。通常是數(shù)字信號處理的前奏，例如濾波、限幅、隔直、解調(diào)等預(yù)處理。數(shù)字信號處理系統(tǒng)數(shù)字信號處理系統(tǒng)借助計算機的軟件程序完成；借助計算機的軟件程序完成；借助專用數(shù)字處理機。借助專用數(shù)字處理機。53數(shù)字信號處理的優(yōu)勢數(shù)字信號處理的優(yōu)勢用數(shù)學(xué)計算和計算機顯示代替復(fù)雜的電路和機械結(jié)構(gòu)用數(shù)學(xué)計算和計算機顯示代替復(fù)雜的電路和機械結(jié)構(gòu)計算機軟硬件技術(shù)發(fā)展的有力推動計算機軟硬件技術(shù)發(fā)展的有力推動多種多樣的工業(yè)用計算機。多種多樣的工業(yè)用計算機。 靈

19、活、方便的計算機虛擬儀器開發(fā)系統(tǒng)靈活、方便的計算機虛擬儀器開發(fā)系統(tǒng)54主要內(nèi)容主要內(nèi)容數(shù)字信號處理的基本步驟數(shù)字信號處理的基本步驟信號數(shù)字化出現(xiàn)的問題信號數(shù)字化出現(xiàn)的問題相關(guān)分析及其應(yīng)用相關(guān)分析及其應(yīng)用功率譜分析及其應(yīng)用功率譜分析及其應(yīng)用55第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)字信號處理的基本步驟數(shù)字信號處理的基本步驟 數(shù)字信號處理主要研究用數(shù)字序列來表示測試信號，并用數(shù)學(xué)公式和運算來對這數(shù)字信號處理主要研究用數(shù)字序列來表示測試信號，并用數(shù)學(xué)公式和運算來對這些數(shù)字序列進行處理。些數(shù)字序列進行處理。物理信號物理信號對象對象傳感傳感器器電信號電信號預(yù)處預(yù)處理理電信號電信號A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換數(shù)字信號數(shù)字信號計計算算機機顯示

20、顯示D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換電信號電信號控制控制物理信號物理信號56第二節(jié)第二節(jié) 信號數(shù)字化出現(xiàn)的問題信號數(shù)字化出現(xiàn)的問題數(shù)字信號處理過程數(shù)字信號處理過程把一個連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；把一個連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；然后由計算機處理，從中提取有用的信息。然后由計算機處理，從中提取有用的信息。 信號數(shù)字化過程包含著一系列步驟，每一步驟都可以引起信號和其蘊含信息的失真。信號數(shù)字化過程包含著一系列步驟，每一步驟都可以引起信號和其蘊含信息的失真。57計算一個模擬信號的頻譜計算一個模擬信號的頻譜時域或時域或頻域無頻域無限長連限長連續(xù)信號續(xù)信號時域采時域采樣樣時域無限長時域無限長序列序列 頻頻域連

21、續(xù)周期域連續(xù)周期信號信號截斷截斷時域有限長時域有限長序列序列 頻頻域連續(xù)周期域連續(xù)周期信號信號頻域采頻域采樣樣時域有限長時域有限長周期性離散周期性離散序列序列 頻域有限長頻域有限長周期性離散周期性離散序列序列整周期整周期截斷截斷時域有限長時域有限長序列序列 頻域有限長頻域有限長序列序列58時域采樣、混疊和采樣定理時域采樣、混疊和采樣定理時域采樣：時域采樣： 把連續(xù)時間信號變成離散時間序列的過程。相當于在連續(xù)時間信號上把連續(xù)時間信號變成離散時間序列的過程。相當于在連續(xù)時間信號上“摘取摘取”許多離散時刻上的信號瞬時值許多離散時刻上的信號瞬時值采樣間隔的選擇是一個重要問題。間隔太?。ú蓸宇l率高），數(shù)

22、字序列長，計算采樣間隔的選擇是一個重要問題。間隔太?。ú蓸宇l率高），數(shù)字序列長，計算工作量大；若采樣間隔過大（采樣頻率低），則可能丟失有用信息。工作量大；若采樣間隔過大（采樣頻率低），則可能丟失有用信息。59采樣定理采樣定理x(0), x(1), x(2), , x(n) 60采樣定理采樣定理0t0f0t0ft00f tstx tstx tx61采樣定理采樣定理為保證采樣后信號能真實地保留原始模擬信號信息，信號采樣頻率必須至少為原為保證采樣后信號能真實地保留原始模擬信號信息，信號采樣頻率必須至少為原信號中最高頻率成分的信號中最高頻率成分的2倍。倍。注意：滿足采樣定理，只保證不發(fā)生頻率混疊，而不

23、能保證此時的采樣信號能真注意：滿足采樣定理，只保證不發(fā)生頻率混疊，而不能保證此時的采樣信號能真實地反映原信號實地反映原信號x(t)。工程實際中采樣頻率通常大于信號中最高頻率成分的。工程實際中采樣頻率通常大于信號中最高頻率成分的3到到5倍。倍。0t0f tstx62量化和量化誤差量化和量化誤差量化：采樣所得的離散信號電壓的幅值，若用二進制數(shù)碼組來表示，就使離散信量化：采樣所得的離散信號電壓的幅值，若用二進制數(shù)碼組來表示，就使離散信號變成數(shù)字信號。號變成數(shù)字信號。量化實質(zhì)：從一組有限個離散電平（量化電平）中取出一個來近似代表采樣點的量化實質(zhì)：從一組有限個離散電平（量化電平）中取出一個來近似代表采樣

24、點的信號實際幅值電平信號實際幅值電平63量化和量化誤差量化和量化誤差量化單位：量化單位：A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)是一定的。一個轉(zhuǎn)換器的位數(shù)是一定的。一個n位（字長）的二進制數(shù)，共有位（字長）的二進制數(shù)，共有L=2n個數(shù)碼。如果個數(shù)碼。如果A/D轉(zhuǎn)換器允許的動態(tài)工作范圍為轉(zhuǎn)換器允許的動態(tài)工作范圍為D，則兩相鄰量化電平之差為：，則兩相鄰量化電平之差為： q=D/2(n-1)量化誤差：當離散信號采樣值量化誤差：當離散信號采樣值x(n)的電平落在兩個相鄰量化電平之間，就要舍入到的電平落在兩個相鄰量化電平之間，就要舍入到相近一個量化電平上，該量化電平與信號實際電平之間的差值稱為相近一個量化電平上，該量化電平與

25、信號實際電平之間的差值稱為 (n) 。 (n) (-q/2,+q/2)量化誤差量化誤差 (n)將形成疊加在信號采樣值將形成疊加在信號采樣值x(t)上的隨機噪聲，其值通常比其他誤差小，上的隨機噪聲，其值通常比其他誤差小，可忽略?？珊雎浴/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)選擇，視信號的具體情況和量化精度要求而定。轉(zhuǎn)換器的位數(shù)選擇，視信號的具體情況和量化精度要求而定。64截斷、泄漏和窗函數(shù)截斷、泄漏和窗函數(shù)截斷：將信號乘以時域的有限寬矩形窗函數(shù)。截斷：將信號乘以時域的有限寬矩形窗函數(shù)。泄漏：窗外的時域信息全部損失了，而導(dǎo)致頻域上增加了頻率分量。泄漏：窗外的時域信息全部損失了，而導(dǎo)致頻域上增加了頻率分量。65頻域采樣

26、、時域周期延拓和柵欄效應(yīng)頻域采樣、時域周期延拓和柵欄效應(yīng)頻域采樣：信號經(jīng)過時域采樣和截斷后，其頻譜是連續(xù)的。如果要用數(shù)字信號描頻域采樣：信號經(jīng)過時域采樣和截斷后，其頻譜是連續(xù)的。如果要用數(shù)字信號描述頻譜，這就意味著必須使頻率離散化，實行頻域采樣。述頻譜，這就意味著必須使頻率離散化，實行頻域采樣。時域周期延拓：頻域采樣后的信號在時域中相當于將窗內(nèi)的信號波形在窗外進行時域周期延拓：頻域采樣后的信號在時域中相當于將窗內(nèi)的信號波形在窗外進行周期延拓，即時域周期延拓。周期延拓，即時域周期延拓。66柵欄效應(yīng)柵欄效應(yīng)柵欄效應(yīng)：對一個函數(shù)進行采樣，其效果有如透過柵欄的縫隙觀看外景一樣，只柵欄效應(yīng)：對一個函數(shù)進

27、行采樣，其效果有如透過柵欄的縫隙觀看外景一樣，只有落在縫隙前的少數(shù)景象被看到，其余均視為零，這種現(xiàn)象稱為柵欄效應(yīng)。擋住有落在縫隙前的少數(shù)景象被看到，其余均視為零，這種現(xiàn)象稱為柵欄效應(yīng)。擋住的部分可能是重要的或具有特征的成分。的部分可能是重要的或具有特征的成分。67頻率分辨力、整周期截斷頻率分辨力、整周期截斷頻率采樣間隔：是頻率分辨力的指標頻率采樣間隔：是頻率分辨力的指標f =fs / N=1/T 這種關(guān)系加重了頻率分辨力和計算工作量的矛盾這種關(guān)系加重了頻率分辨力和計算工作量的矛盾整周期截斷：對周期信號實行整周期截斷是獲得準確頻譜的先決條件。整周期截斷：對周期信號實行整周期截斷是獲得準確頻譜的先

28、決條件。68第三節(jié)第三節(jié) 相關(guān)分析及其應(yīng)用相關(guān)分析及其應(yīng)用函數(shù)關(guān)系：兩變量間存在一一對應(yīng)的確定關(guān)系。函數(shù)關(guān)系：兩變量間存在一一對應(yīng)的確定關(guān)系。相關(guān)關(guān)系：隨著某一個變量數(shù)值的確定，另一變量按一定的概率統(tǒng)計取值。相關(guān)關(guān)系：隨著某一個變量數(shù)值的確定，另一變量按一定的概率統(tǒng)計取值。 本節(jié)主要內(nèi)容本節(jié)主要內(nèi)容兩隨機變量的相關(guān)系數(shù)兩隨機變量的相關(guān)系數(shù)信號的自相關(guān)函數(shù)信號的自相關(guān)函數(shù) 信號的互相關(guān)函數(shù)信號的互相關(guān)函數(shù) 69兩隨機變量的相關(guān)系數(shù)兩隨機變量的相關(guān)系數(shù)當數(shù)據(jù)點分布越接近于一條直線時，相關(guān)系數(shù)的絕對值越接近于當數(shù)據(jù)點分布越接近于一條直線時，相關(guān)系數(shù)的絕對值越接近于1，x和和y的線性相的線性相關(guān)程度越

29、好。關(guān)程度越好。相關(guān)系數(shù)的正負號表示一變量隨另一變量的增加而增加或減少。相關(guān)系數(shù)的正負號表示一變量隨另一變量的增加而增加或減少。相關(guān)系數(shù)越接近于相關(guān)系數(shù)越接近于0時，可以認為時，可以認為x、y兩變量完全無關(guān)，但可能存在某種非線性的兩變量完全無關(guān)，但可能存在某種非線性的相關(guān)關(guān)系甚至函數(shù)關(guān)系相關(guān)關(guān)系甚至函數(shù)關(guān)系70相關(guān)系數(shù)：表示兩個變量之間的相關(guān)相關(guān)系數(shù)：表示兩個變量之間的相關(guān)程度。程度。yxyxxyyxE )( 1 xy y yxx0y y071信號的自相關(guān)函數(shù)信號的自相關(guān)函數(shù)設(shè)設(shè)x(t)是某各態(tài)歷經(jīng)隨機過程的一個樣本記錄，是某各態(tài)歷經(jīng)隨機過程的一個樣本記錄， x(t+)是是x(t)時移時移后的

30、樣本，二者后的樣本，二者具有相同的均值和標準差具有相同的均值和標準差72信號的互相關(guān)函數(shù)信號的互相關(guān)函數(shù)兩個各態(tài)歷經(jīng)過程的隨機信號兩個各態(tài)歷經(jīng)過程的隨機信號x(t)和和y(t)的互相關(guān)函數(shù)定義為的互相關(guān)函數(shù)定義為若兩信號是同頻率的周期信號或包含相同的頻率的周期成分，則互相關(guān)函數(shù)也會出若兩信號是同頻率的周期信號或包含相同的頻率的周期成分，則互相關(guān)函數(shù)也會出現(xiàn)該周期成分，且不收斂?，F(xiàn)該周期成分，且不收斂。TTxydttytxTR0)()(1lim)(73 dv 當運動的熱軋鋼帶表面的反射當運動的熱軋鋼帶表面的反射光經(jīng)透鏡聚焦在相距為光經(jīng)透鏡聚焦在相距為d的兩的兩個光電池上時，反射光通過光個光電池上時，反射光通過光電池轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)可調(diào)延電池轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)可調(diào)延時器延時，再進行相關(guān)處理。時器延時，再進行相關(guān)處理。當可調(diào)延時當可調(diào)延時t等于鋼帶上某點在等于鋼帶上某點在兩個測點之間經(jīng)過所需的時間兩個測點之間經(jīng)過所需的時間t時，互相關(guān)