機械工程測試技術基礎電橋濾波及相關

第八章測試信號的轉換與調理

第1節(jié)電橋第2節(jié)調制與解調第3節(jié)濾波器第4節(jié)A/D轉換第5節(jié)信號的指示和記錄裝置

1/31/2023測試信號的轉換與調理

重點內容及要求1、掌握電橋電路的輸出特性2、了解調制與解調的特點、應用3、了解實際濾波器的特性參數4、了解A/D轉換原理

5、了解記錄儀器的功用、性能1/31/2023第8章第1節(jié)電橋一、概述當參量型傳感器把被測量轉換為電路參數R、L、C的變化后，電橋可以把這些參數的變化轉變?yōu)殡姌蜉敵鲭妷旱淖兓?/p>

電橋是將電阻、電感、電容等參量的變化變?yōu)殡妷夯螂娏鬏敵龅囊环N測量電路。

1、根據供橋電壓的性質，電橋可分為直流電橋和交流電橋。2、根據輸出方式，電橋可分為平衡橋式電橋和不平衡橋式電橋。1/31/2023第8章第1節(jié)電橋二、直流電橋直流電橋的供橋電源是直流電壓，只能適用于電阻R變化的轉換。

1、工作原理

由上式可知直流電橋的平衡條件為：R1R3=R2R4。根據電橋的工作原理，當固定供橋電壓不變時，電橋的輸出電壓就與四個橋臂電阻的變化量有關。1/31/2023第8章第1節(jié)電橋二、直流電橋

2、接橋方式——由電阻值參與變化的橋臂數決定（1）單臂方式

——一個橋臂的電阻值參與變化由上式可知電橋輸出電壓與應變片上的應變成線性關系。

1/31/2023第8章第1節(jié)電橋二、直流電橋

2、接橋方式——由電阻值參與變化的橋臂數決定（2）半橋方式——兩個橋臂的電阻值參與變化

a.鄰臂方式——鄰臂極性相反1/31/2023第8章第1節(jié)電橋二、直流電橋

2、接橋方式——由電阻值參與變化的橋臂數決定（2）半橋方式——兩個橋臂的電阻值參與變化

b.對臂方式——對臂極性相同1/31/2023第8章第1節(jié)電橋二、直流電橋

2、接橋方式——由電阻值參與變化的橋臂數決定（3）全橋方式——四個橋臂的電阻值參與變化1/31/2023第8章第1節(jié)電橋二、直流電橋

1/31/2023小結：1、直流電橋的優(yōu)點：采用穩(wěn)定性高的直流電源作激勵電源時，電橋的輸出是直流量，可用直流儀表測量，精度高。2、直流電橋的缺點：當電源電壓不穩(wěn)定，或環(huán)境溫度變化時，會引起電橋輸出的變化，從而產生測量誤差。即易引入人工頻干擾，易受零漂和接地電位的影響。結論：直流電橋適合于靜態(tài)量的測量。平衡電橋設被測量等于零時，電橋處于平衡狀態(tài)，此時指示儀表G及可調電位器H指零。當某一橋臂隨被測量變化時，電橋失去平衡，調節(jié)電位器H，改變電阻R5觸電位置，可使電橋重新平衡，電表G指針回零。電位器H上的標度與橋臂電阻值的變化成比例，故H的指示值可以直接表達被測量的數值。第8章第1節(jié)電橋二、直流電橋

第8章第1節(jié)電橋三、交流電橋交流電橋的供橋電源是交流電壓，可以適用于電阻R、電感L和電容C變化的轉換。

1、平衡條件

設交流電橋四個橋臂的阻抗為Z1、Z2、Z3、Z4，與直流電橋類似，其平衡條件是：Z1Z3=Z2Z4。由上式可知交流電橋平衡必須滿足兩個條件：（1）相對兩臂阻抗之模的乘積應相等；（2）相對兩臂阻抗角的和也必須相等。

1/31/2023第8章第1節(jié)電橋三、交流電橋

1、平衡條件

設由電阻和電容組成的交流電橋如下所示：1/31/2023第8章第1節(jié)電橋三、交流電橋

2、純電阻交流電橋

純電阻交流電橋的四個橋臂均為電阻。在純電阻交流電橋中，由于導線間存在分布電容，就相當于在各個橋臂上并聯了一個電容，所以純電阻交流電橋在平衡時，除了電阻平衡外，還須有電容平衡。1/31/2023

電容傳感器電感傳感器電阻傳感器第8章第1節(jié)電橋第8章第2節(jié)調制與解調一、概述

1/31/2023在測控系統(tǒng)中為什么要采用信號調制？

在測控系統(tǒng)中，進入測控電路的除了傳感器輸出的測量信號外，還往往有各種噪聲。而傳感器的輸出信號一般又很微弱，將測量信號從含有噪聲的信號中分離出來是測控電路的一項重要任務。為了便于區(qū)別信號與噪聲，往往給測量信號賦予一定特征，這就是調制的主要功用。

目的：解決微弱緩變信號的傳輸問題

第8章第2節(jié)調制與解調一、概述

1、定義

調制：利用調制（控制）信號使載波的某個參數（幅值、頻率或相位）發(fā)生變化的過程稱為調制。載波一般是高頻穩(wěn)定的交變信號。經過調制的信號稱為已調制波。

解調：從已調制波中恢復出調制（控制）信號的過程稱為解調。

2、調制方式根據載波受調制的參數不同，調制可分為：

調幅（AM）：載波幅值隨調制信號變化。

調頻（FM）：載波頻率隨調制信號變化。

調相（PM）：載波相位隨調制信號變化。1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調二、調幅及其解調

1、原理調幅是在時域將一個高頻簡諧信號（載波）與測試信號（調制信號）相乘，使載波信號的幅值隨測試信號的變化而變化。而在頻域，則是將信號的頻譜搬移到載波的頻率處，相當于頻譜的“搬移”過程。

數學表達式如下所示：

時域：頻域：

1/31/2023（五）、卷積特性若則定義：兩個函數與的卷積為：記為：卷積與卷積定理：若以高頻余弦信號作載波，把信號x(t)和載波信號相乘，其結果就相當于把原信號的頻譜圖形由原點平移至載波頻率處，且幅值減半。目錄由于：則：第8章第2節(jié)調制與解調二、調幅及其解調

1、原理——圖形表示

1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調二、調幅及其解調

1、原理

問題：載波頻率小于調制信號最高頻率會出現什么情況？

重疊失真：當載波頻率較低時，信號在中間部分的頻帶會相互重疊，這類似于采樣頻率較低時所發(fā)生的頻率混疊效應。因此，調幅時要求載波頻率必須大于調制信號中的最高頻率。實際應用中，往往選擇載波頻率至少數倍甚至數十倍于信號中的最高頻率。1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調二、調幅及其解調

2、解調方法

（1）同步解調若把調幅波再次與載波信號相乘，則將再次“搬移”，即:

時域：頻域：若用一個低通濾波器濾除中心頻率中的高頻成分，那末將可以復現原信號的頻譜（只是其幅值減少了一半，這可用放大處理來補償），這一過程稱為同步解調?！巴健敝附庹{時所乘的信號與調制時的載波信號具有相同的頻率和相位。

1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調二、調幅及其解調

2、解調方法

（1）同步解調——圖形表示1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調二、調幅及其解調

2、解調方法

（2）包絡檢波將調制信號進行偏置，疊加一個直流分量，使偏置后的信號都具有正電壓，然后對其調幅，其調幅波的包絡線具有原信號形狀，這時可采用整流、濾波（或稱整流檢波）的方法，就可以恢復原信號，這種解調方法稱為包絡檢波。1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調二、調幅及其解調

2、解調方法

（3）相敏檢波相敏檢波的原理與同步解調相似，也是將調制信號直接與載波信號相乘。這種調幅波具有極性變化，即在信號過零線時，其幅值發(fā)生由正到負（或由負到正）的突然變化，此時調幅波的相位（相對于載波）也相應地發(fā)生180°的相位變化。在解調電路中利用二極管的單向導通性，即可恢復出原信號的幅值和極性，此種解調方法稱為相敏檢波。相對于整流檢波而言，采用相敏檢波時，對原信號可不必再加偏置電壓。

1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調二、調幅及其解調

2、解調方法

（3）相敏檢波——原理圖1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調三、調頻及其解調

1、原理調頻是利用信號的幅值控制一個振蕩器，振蕩器輸出的是等幅波，但其頻率偏移量與信號幅值成正比，或者說，調頻波是一種隨信號幅值而變化的疏密度（頻率）不同的等幅波。1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調三、調頻及其解調

1、原理——常用的調頻方法（1）直接調頻電路

1/31/2023把被測量的變化直接轉換為振蕩頻率的變化稱為直接調頻式測量電路，其輸出是等幅波。

以電容或電感原理工作的傳感器，在被測量小范圍變化時，電容或電感也隨之有近似的線性變化關系，那么可由電容、電感做成振蕩器，把其中一個參數與被測量聯系，比如以電容做調諧參數：第8章第2節(jié)調制與解調三、調頻及其解調

1、原理——常用的調頻方法（1）直接調頻電路對一個自激振蕩電路，其諧振頻率與調諧參數（電容或電感）有關，即：由上式可知，這種電路可將被測量的變化直接轉化為振蕩頻率的變化，因此稱為直接調頻電路，其輸出也是等幅波。1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調三、調頻及其解調

1、原理——常用的調頻方法（2）壓控振蕩器用調制信號對壓控振蕩器(VCO)進行電壓控制，利用其振蕩頻率與控制電壓成線性變化的特性，改變壓控振蕩器的輸出頻率，從而達到頻率調制的目的。根據第四章內容，傳感器把被測量的變化同輸出電壓的變化建立起線性關系，然后我們利用壓控振蕩器，把這種信號進行頻率調制，就可把被測量的變化轉化為調制波信號。

壓控振蕩電路有多種形式，現在已有集成化的壓控振蕩器芯片出售。1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調三、調頻及其解調

2、解調方法對調頻波進行解調又稱為鑒頻，就是將信號的頻率變化再變換為電壓幅值的變化。鑒頻的方法也有許多，常用的是變壓器耦合的諧振回路法，其主要包括兩大部分：

（1）頻率——電壓線性變換部分

（2）幅值檢波部分

1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調三、調頻及其解調

2、解調方法——變壓器耦合的諧振回路原理圖圖中L1、L2是變壓器耦合的原、副線圈，它們和C1、C2組成并聯諧振回路。ef為輸入的調頻信號，在回路的諧振頻率fn處，線圈L1、L2的耦合電流最大，副邊輸出電壓ea也最大；ef頻率離fn越遠，線圈L1、L2的耦合電流越小，副邊輸出電壓ea也越?。粡亩鴮⒄{頻波信號頻率的變化轉化為電壓幅值的變化。1/31/2023優(yōu)點：抗干擾能力強。調頻波通常要求很寬的頻帶，甚至為調幅所要求帶寬的20倍；調頻系統(tǒng)較之調幅系統(tǒng)復雜，因為頻率調制是一種非線性調制。因為調頻信號所攜帶的信息包含在頻率變化之中，并非振幅之中，而干擾波的干擾作用則主要表現在振幅之中．

缺點：占頻帶寬度大，復雜第8章

第2節(jié)調制與解調三、調頻及其解調

1/31/2023第8章第2節(jié)調制與解調四、調頻及其解調應用調幅和調頻應用非常廣泛：

1、收音機用調幅波和調頻波來遠距離傳送節(jié)目信號；

2、測試技術中，應用檢測儀表進行信號處理。

3、應用于工程遙測技術，實現被測量的遠距離測量，以各種現代通信方式進行信號的發(fā)送和接收。

1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器濾波器是一種選頻裝置，可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其它頻率成分。在測試裝置中，利用濾波器的這種選頻作用，可以濾除干擾噪聲或進行頻譜分析。

廣義地講，任何一種信息傳輸的通道（媒質）都可視為是一種濾波器。因為，任何裝置的響應特性都是激勵頻率的函數，都可用頻域函數描述其傳輸特性。因此，構成測試系統(tǒng)的任何一個環(huán)節(jié)，諸如機械系統(tǒng)、電氣網絡、儀器儀表甚至連接導線等等，都將在一定頻率范圍內，按其頻域特性，對所通過的信號進行變換與處理。1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器一、濾波器的分類根據濾波器的選頻作用，可將濾波器分為以下四類：

（1）低通濾波器

從0～f2頻率之間，幅頻特性平直，它可以使信號中低于f2的頻率成分幾乎不受衰減地通過，而高于f2的頻率成分受到極大地衰減。

（2）高通濾波器

與低通濾波相反，從頻率f1～∞，其幅頻特性平直。它使信號中高于f1的頻率成分幾乎不受衰減地通過，而低于f1的頻率成分將受到極大地衰減。1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器一、濾波器的分類（3）帶通濾波器

它的通頻帶在f1～f2之間。它使信號中高于f1而低于f2的頻率成分可以不受衰減地通過，而其它成分受到衰減。

（4）帶阻濾波器

與帶通濾波相反，阻頻帶在頻率f1～f2之間。它使信號中高于f1而低于f2的頻率成分受到衰減，其余頻率成分的信號幾乎不受衰減地通過。

1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器一、濾波器的分類

低通濾波器和高通濾波器是濾波器兩種最基本的形式，其它的濾波器都可以分解為這兩種類型的濾波器。例如：低通濾波器與高通濾波器的串聯為帶通濾波器，低通濾波器與高通濾波器的并聯為帶阻濾波器。

帶通濾波器低通與高通濾波器的串聯帶阻濾波器低通與高通濾波器的并聯

1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器二、理想濾波器理想濾波器是指能使通頻帶內信號的幅值和相位都不失真，阻帶內的頻率成分都衰減為零的濾波器，其通帶和阻帶之間有明顯的分界線。也就是說，理想濾波器在通帶內的幅頻特性應為常數，相頻特性的斜率為常值；在通帶外的幅頻特性應為零。

理想低通濾波器的頻率響應函數及圖形為：

1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器二、理想濾波器分析上式所表示的頻率特性可知，該濾波器在時域內的脈沖響應函數h(t)為sinc函數，圖形如下圖所示。脈沖響應的波形沿橫坐標左、右無限延伸，從圖中可以看出，在單位脈沖輸入濾波器之前，即在t＜0時，濾波器就已經有響應了。顯然，這是一種非因果關系，在物理上是不能實現的。由此知在截止頻率處呈現直角銳變的幅頻特性，或者說在頻域內用矩形窗函數描述的理想濾波器是不可能存在的。實際濾波器的頻域圖形不會在某個頻率上完全截止，而會逐漸衰減并延伸到∞。1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器三、實際濾波器理想濾波器是不存在的，在實際濾波器的幅頻特性圖中，通帶和阻帶之間應沒有嚴格的界限。在通帶和阻帶之間存在一個過渡帶。在過渡帶內的頻率成分不會被完全抑制，只會受到不同程度的衰減。所以，當一個信號經過實際濾波器時，其帶寬B與響應建立時間T之間存在一個反比關系，即：

B·T=常數帶寬標志著濾波器的分辨力，帶寬越窄，分辨力越高，但由上式可知濾波器達到穩(wěn)態(tài)輸出的時間會加長，反之，若想獲得較快的輸出，就要選擇帶寬較大的濾波器，但由此會導致濾波的精度下降。實際使用時，要綜合考慮這兩個因素。

1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器三、實際濾波器

1、實際濾波器實際濾波器描述的主要參數有紋波幅度、截止頻率、品質因數等。下圖是一個典型的實際帶通濾波器：

品質因數Q：對于帶通濾波器，通常把中心頻率f0和帶寬B之比稱為濾波器的品質因數，其值越大，表明濾波器頻率分辨力越高。

1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器三、實際濾波器

2、RC調諧式濾波器在測試系統(tǒng)中，信號頻率相對來說不高，因此常用RC濾波器。RC濾波器電路簡單，抗干擾性強，有較好的低頻性能，并且選用標準的阻容元件易得，所以在工程測試的領域中經常用到。

(1)一階RC低通濾波器

RC低通濾波器的電路及其幅頻、相頻特性如下圖所示：1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器三、實際濾波器

2、RC調諧式濾波器

(2)一階RC高通濾波器

RC高通濾波器的電路及其幅頻、相頻特性如下圖所示：1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器三、實際濾波器

2、RC調諧式濾波器

(3)RC帶通濾波器

RC帶通濾波器的電路及其幅頻、相頻特性如下圖所示：1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器四、常用濾波器

頻譜分析：將信號通過中心頻率不同的多個帶通濾波器，則各個濾波器的輸出就反映了信號中在該通帶頻率范圍內的量值，此過程稱為信號的頻譜分析，由此分析，也可摘取信號中某些特殊的頻率成分。頻譜分析時帶通濾波器的使用方法：

（1）采用中心頻率可調的帶通濾波器。

（2）采用一組各自中心頻率固定、但又按一定規(guī)律相隔的濾波器組。1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器四、常用濾波器用于頻譜分析裝置中的濾波器組，根據帶通濾波器中心頻率與帶寬之間的數值關系，可分為兩種：

1、恒帶寬比濾波器

中心頻率與帶寬的比值（品質因數）是不變的，稱為恒帶寬比帶通濾波器，優(yōu)點是用較少的帶通濾波器個數就可以覆蓋較大的頻率范圍，缺點是中心頻率越高，帶寬也越寬，高頻濾波性能下降。

1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器四、常用濾波器

1、恒帶寬比濾波器

恒帶寬比帶通濾波器為使各個帶通濾波器組合起來后能覆蓋整個要分析的信號頻率范圍，其帶通濾波器組的中心頻率是倍頻程關系，同時帶寬是鄰接式的，通常的做法是使前一個濾波器的上截止頻率與后一個濾波器的下截止頻率相一致，如下圖所示。這樣的一組濾波器將覆蓋整個頻率范圍，稱之為“鄰接式”的。1/31/2023第8章第3節(jié)濾波器四、常用濾波器

2、恒帶寬濾波器

帶寬B不隨中心頻率而變化，稱為恒帶寬帶通濾波器，其優(yōu)點是不論帶通濾波器的中心頻率處在任何頻段上，帶寬都相同，即分辨率不隨頻率變化，缺點是在覆蓋頻率范圍相同的情況下，要比恒帶寬比濾波器使用較多的帶通濾波器。

1/31/2023第8章習題一、填空題1、直流電橋適用于

參數變化的測量；交流電橋適用于

參數變化的測量。2、純電阻交流電橋除了

平衡，還要有

平衡。3、調制方式因載波參數不同可分為

、

和

。4、調幅波的解調方法有

、

和

。5、調頻電路常用的有

和

。6、調頻波的解調包括

和

兩大部分。7、濾波器由選頻作用分為

、

、

和

四種。8、常用的濾波器有

和

。1/31/2023

1、設有一電橋，R1是工作橋臂，R2，R3，R4是固定電阻，且R1=R2=R3=R4

。工作時，若電橋的電源電壓為e0，則電橋輸出電壓（）。（1）（2）（3）（4）

2、調幅相當于在時域中將調制信號與載波信號（）。

（1）相乘（2）相除（3）相加（4）相減

3、電路中鑒頻器的作用是

。（1）使高頻電壓轉變成直流電壓（2）使電感量轉變?yōu)殡妷毫浚?）使頻率變化轉變?yōu)殡妷鹤兓?）使頻率轉變?yōu)殡娏鞯?章習題二、選擇題1/31/2023

4、一選頻裝置，其幅—頻特性在區(qū)間近于平直，在區(qū)間急劇衰減，這叫（）濾波器。（1）低通（2）高通（3）帶通（4）帶阻

5、一帶通濾波器，其中心頻率是400Hz，帶寬是50Hz，則濾波器的品質因數等于（）。（1）6（2）8（3）10（4）126、濾波器的帶寬越小，表示該濾波器（）。A建立時間越短，頻率分辨率越低B建立時間越長，頻率分辨率越低C建立時間越短，頻率分辨率越高D建立時間越長，頻率分辨率越高第4章習題二、選擇題1/31/2023

1、平衡純電阻交流電橋須同時調整電阻平衡與電容平衡。（）

2、調幅波是載波與調制信號的疊加。（）

3、調幅時，調制信號的頻率不變。（）

4、帶通濾波器的品質因數值越大，其頻率選擇性越好。（）

5、將高通與低通濾波器串聯可獲得帶通或帶阻濾波器。（）第4章習題三、判斷對錯題（用√或×表示）1/31/2023第4章習題四、分析計算題1/31/2023第4章習題五、簡答題

1、何謂電橋平衡？直流電橋平衡應滿足什么條件？交流電橋應滿足什么條件？

2、什么是調制和解調？

3、簡述調幅的原理及其解調方法。

4、簡述調頻的原理及其解調方法。

5、濾波器的帶寬與響應建立時間有何關系？其對測試工作有何意義？

6、恒帶寬比濾波器與恒帶寬濾波器有何區(qū)別？各有何特點？7、什么是霍爾效應？1/31/20233.2相關分析及其應用3.2.1相關的概念相關---是指變量之間的線性關系。對于確定性信號來說，兩個變量之間的關系可以用確定的函數式來描述。然而兩個隨機變量之間的關系就不能用函數式來表達了。但是如果兩個隨機變量之間具有某種內在的物理聯系，那么通過大量的統(tǒng)計還是可以發(fā)現它們之間存在著某種雖然不精確、但卻具有相應的、表征其特性的近似關系。相關系數的取值范圍為兩變量完全成線性關系兩變量完全無關兩變量之間具有一定程度的相關性3.2.2

相關系數3.2.3相關函數-----變量x(t)和y(t)在不同時刻的乘積平均

----時延,相關函數是時延的函數，所取時延值不同，相關程度也不同3.2.3.1自相關分析及應用1.自相關函數的定義a.當=0時，自相關函數具有最大值。說明變量本身在同一時刻的記錄樣本完全成線性關系2.自相關函數的性質b.時

說明與之間已經不存在內在聯系了，隨機信號的自相關函數將隨的增大快速衰減。c.當時延為負值時，有說明自相關函數是偶函數綜合上所述，自相關函數的可能圖形為0如果我們在做自相關分析前先剔除信號的直流分量，那么自相關函數將在獲得最大值，當不斷增大時，自相關函數將很快趨近于零d.然而，如果被分析的信號是周期信號，以正弦信號為例可見，周期信號的自相關函數仍為周期信號，而且其周期與被分析信號的周期一致，它保留了原信號的幅值信息和頻率信息，但丟掉了原信號的相位信息

用來檢測隨機信號中是否含有周期成分或提取混雜在噪聲中的周期信號。3.自相關分析的應用案例：機械加工表面粗糙度自相關分析，提取出回轉誤差等周期性的故障源。1、互相關函數的概念3.2.3.2互相關分析及其應用2、互相關函數的性質a.在某個時延值下，互相關函數會出現最大值，反映兩信號之間主傳輸通道的滯后時間b.若和之間沒有同頻率的周期成分，則當時延很大時，就彼此無關，即若相關分析前先隔離掉直流成分，則當增大時，互相關函數會迅速這就是所謂的同頻相關，不同頻不相關c.如果被分析的信號中含有同頻率的周期成分，以正弦信號為例，設保留了幅值、頻率和相位信息d.互相關函數的可能圖形為03.互相關分析的應用a.利用同頻相關和不同頻不相關在噪聲背景下提出有用信息噪聲輸入正弦響應及噪聲引起的響應互相關分析儀測試對象輸出（專由正弦激勵引起的響應）機床激振實驗中，利用互相關分析儀消除噪聲正弦信號發(fā)生器互相關分析儀頻率和幅值已知的正弦信號輸出含有與已知正弦信號同頻的成分時有輸出，不同頻時輸出為零待分析的復雜信號利用互相關分析儀分析信號頻譜b.利用對應互相關函數最大值對應的時延,做相關測速和定位利用相關分析進行線形定位相關測速相關儀功率譜密度隨機信號的功率譜密度隨機信號是時域無限信號，不具備可積分條件，因此不能直接進行傅里葉變換。又因為隨機信號的頻率、幅值、相位都是隨機的，因此從理論上講，一般不作幅值譜和相位譜分析，而是用具有統(tǒng)計特性的功率譜密度(powerspectraldensity)來作譜分析。自功率譜密度函數(Auto-powerspectraldensityfunction)互功率譜密度函數(cross-powerspectraldensityfunction)相干函數(coherencefunction)與頻率響應函數(frequencyresponsefunction)隨機信號的功率譜密度設x(t)是零均值的隨機信號，且x(t)中無周期性分量，其自相關函數，自相關函數滿足富立葉變換條件工程中對信號進行隔直處理，使。對于含有周期成分的信號，用窗函數(windowfunction)截斷，使得。隨機信號的功率譜密度自功率譜密度函數(Auto-powerspectraldensityfunction)定義根據維納