老師課件第01章1.1信號及其描述

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

2、(隨機信號) 。1 確定性信號與隨機信號 信號波形：被測信號信號幅度隨時間的變化歷程稱為信號的波形。 信號的分類主要是依據(jù)信號波形特征來劃分的，在介紹信號分類前，先建立信號波形的概念。振動弦(聲源)聲級計記錄儀0At信號波形圖：用被測物理量的強度作為縱坐標，用時間做橫坐標，記錄被測物理量隨時間的變化情況。1). 周期信號 經(jīng)過一定時間可以重復出現(xiàn)的信號, 即有 x ( t ) = x ( t + nT )簡單周期信號復雜周期信號1 確定性信號與隨機信號2). 非周期信號 不會重復出現(xiàn)的信號。 準周期信號準周期信號:由多個周期信號合成，但各周期信號的頻率不成公倍數(shù)，其合成信號不是周期信號。如：x

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

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

5、0，即在時刻小于零的一側全為零。2). 物理不可實現(xiàn)信號：在事件發(fā)生前(t0)就預制知信號。1.1 信號的分類 1.1.2 信號的時域描述和頻域描述1.1 信號的分類與描述 1. 信號的時域描述：以時間為獨立變量，反映信號幅值隨時間變化的關系。圖1-4所示周期方波的時域表達式為1.1.2 信號的時域描述和頻域描述1.1 信號的分類與描述 2. 信號的頻域描述：以頻率為獨立變量，反映信號各頻率成分的幅值、相位與頻率之間的關系。幅頻譜相頻譜1.1.2 信號的時域描述和頻域描述1.1 信號的分類與描述 3. 注意 (1)時域描述反映出信號瞬時值隨時間變化的情況； 頻域描述反映信號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 如評定機器強度時域描述，均方根值 尋找振源 頻域描