机械工程测试技术基础.ppt

机械工程测试技术基础
第一章 信号及其描述
第一节 信号的分类与描述
第二节 周期信号与离散频谱
第三节 瞬变非周期信号与连续频谱
第四节 随机信号
第一节 信号的分类与描述
一、信号的分类
一、确定性信号和随机信号
确定性信号：可表示为一个确定的时间函数因而可确定其任何时刻的量值
随机信号：具有不能被预测的特性无法用数学关系式来描述只能通过统计观察来加以描述的信号
确定性信号又分为周期信号和非周期信号
周期信号：
定义：满足下面关系式的信号：
xt=xt+nT0
式中T0——周期
非周期信号：
定义：不具有周期重复性的确定性信号
非周期信号又可分成准周期信号和瞬态信号两类
非周期信号又可分成准周期信号和瞬变非周期信号两类
准周期信号：由多个具有不成比例周期的正弦波之和形成或者称组成信号的正余弦信号的频率比不是有理数
瞬变非周期信号：或在一定时间内存在或随着时间的增长而衰减至零的信号
xt—矩形脉冲信号；
yt－衰减指数脉冲信号；
zt－正弦脉冲；
三种瞬变非周期信号
二、连续信号和离散信号
分类依据：
自变量即时间t是连续的还是离散的
信号的幅值是连续的还是离散的 ；
连续信号：
自变量和幅值均为连续的信号称为模拟信号 ；
自变量是连续、但幅值为离散的信号则称为量化信号
离散信号：
信号的自变量为离散值、但其幅值为连续值时则称该信号为被采样信号
信号的自变量及幅值均为离散的则称为数字信号 ；
三、能量信号和功率信号
能量信号：
例如：
在右图所示的电路中xt表示电压
瞬时功率Pt=x二t/R;若R=一 Pt=x二t
瞬时功率对时间的积分即为能量
定义：当xt满足关系式


则称信号xt为有限能量信号 简称能量信号
矩形脉冲、衰减指数信号等均属这类信号
X(t)
R
功率信号：
若信号在区间－∞＋ ∞的能量是无限的
但它在有限区间t一t二的平均功率有限即
亦即信号具有有限的非零平均功率则称信号为功率有限信号简称功率信号
二、信号的时域描述和频域描述
时域描述：以时间为独立变量；反映信号的幅值随时间变化的关系；
频域描述：以频率为独立变量由信号的时域描述通过适当方法变换得到；反映信号的频率结构和各频率成分的幅值、相位关系
图一－四周期方波的傅里叶级数展开式：