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信号的时域基本运算心得体会

时间:2014-09-03 07:25

什么是信号的时域分析和频域分析?

信号的时域分析一、课程内容:以时间为自变量描述物理量的变化是信号最基本、最直观的表达形式。

在时域内对信号进行滤波、放大、统计特征计算、相关性分析等处理,统称为信号的时域分析。

通过时域分析方法,可以有效提高信噪比,求取信号波形在不同时刻的相似性和关联性,获得反映机械设备运行状态的特征参数,为机械系统动态分析和故障诊断提供有效的信息。

2.1信号的预处理传感器获取的信号往往比较微弱,并伴随着各种噪声。

不同类型的传感器,其输出信号的形式也不尽相同。

为了抑制信号中的噪声,提高检测信号的信噪比,便于信息提取,须对传感器检测到的信号进行预处理。

所谓信号预处理,是指在对信号进行变换、提取、识别或评估之前,对检测信号进行的转换、滤波、放大等处理。

常用的信号预处理方法(1)信号类型转换应变测力传感器、热电阻传感器输出的信号均为电阻信号,为了便于后续处理常用电桥将电阻信号转变为电压信号(2)信号放大常用的信号放大器包括:测量放大器、隔离放大器、可编程增益放大器等信号滤波(本节重点介绍)(3)去除均值在计算信号的标准差等统计量时,需要去除信号均值(4)去除趋势项常用的趋势项消除方法有滤波法、多项式拟合法2.1.1信号的滤波处理信号滤波处理是消除或减弱干扰噪声,保留有用信号的过程。

把实现滤波功能的系统称之为滤波器。

滤波器可分为两大类,即经典滤波器和现代滤波器1.经典滤波器定义:当噪声和有用信号处于不同的频带时,噪声通过

简述时域采样定理

误差原因:1、读数误差2、仪表存在误差;3、集成电路内部噪声及电阻电容参数热噪声4、电阻电容等元器件的实际值与标称值之间存在误差;5、电源电压的波动6、运算放大器不是理想的,但当做了理想模型,参数本身就存在误差,如放大倍数 输入阻抗 输出阻抗、虚短、虚断等

浙大考研 (844)信号与电路基础 的内容和重点

《信号与电路基础》(科目代码844)考试大纲特别提醒:本考试大纲仅适合2009年硕士研究生入学考试。

该门课程包括四部分内容,(-)信号与系统部分,占70分;(二)数字电路部分,占40分;(三)高频(射频)电路部分,占40分。

(一) 信号系统部分1. 考研建议参考书目于慧敏等编著《信号与系统》,化学工业出版社。

2. 基本要求要求学生掌握用基本信号(单位冲激、复指数信号等)分解一般信号的数学表示和信号分析法;掌握LTI系统分析的常用模型(常系数线性微分、差分方程、卷积表示、系统函数及模拟框图等);掌握信号与系统分析的时域法和变换域法。

要求学生掌握信号与系统分析的一些重要概念和信号与系统的基本性质,熟练掌握信号与系统的基本运算;掌握信号与系统概念的工程应用及方法:调制、采样、滤波、抽取和内插;掌握连续时间信号的离散化处理的原理和基本设计方法。

一.信号与系统的基本概念(1)连续时间与离散时间的基本信号(2)信号的运算与自变量变换(3)系统的描述与基本性质二.LTI系统的时域分析(1)连续时间LTI系统的时域分析:卷积积分,卷积性质(2)离散时间LTI系统的时域分析:卷积和,卷积性质(3)零输入、零状态响应,单位冲激响应(4)LTI系统的基本性质(5)用微分方程、差分方程表征的LTI系统的框图表示三.连续时间信号与系统的频域分析(1)连续时间LTI系统的特征函数(2)连续时间周期信号的傅里叶级数表示(3)非周期信号连续时间的傅里叶变换(4)傅里叶变换性质(5)连续时间LTI系统频率响应,连续时间LTI系统的频域分析(6)信号滤波、理想低通滤波器四. 离散时间信号与系统的频域分析(1)离散时间LTI系统的特征函数(2)离散时间周期信号的傅立叶级数表示(3)非周期离散时间信号的傅立叶变换(4)离散时间傅立叶变换的性质(5)离散时间LTI系统的频率响应,离散时间LTI系统的频域分析五.采样、调制与通信系统(1)连续时间信号的时域采样定理(2)欠采样与频谱混叠(3)离散时间信号的时域采样定理,离散时间信号的抽取和内插(4)连续时间LTI系统的离散时间实现(5)连续时间信号正弦载波幅度调制与频分复用(6)脉冲幅度载波调制与时分复用(7)离散时间信号正弦载波幅度调制。

六. 信号与系统的复频域分析(1)双边拉氏变换,拉氏变换的收敛域、零极点(2)常用信号的拉氏变换对(3)拉氏变换性质(4)拉氏反变换(5)单边拉氏变换及其性质(6)系统函数、连续时间LTI系统的复频域分析七.离散时间信号与系统的Z域分析(1)双边Z变换定义,离散时间Z变换的收敛域、零极点图(2)Z变换性质(3)常用信号的Z变换对(4)Z反变换(5)单边Z变换及其性质 (6)系统函数,离散时间LTI系统的Z域分析(二)数字电路部分1. 考研建议参考书目1.«数字电子技术基础» 第五版 阎 石 主编 高等教育出版社 2. 基本要求1.掌握二进制、十进制及其相互转换方法;掌握8421 BCD码、2421 BCD码、余3码和余3循环码的编码方法;掌握格雷码的编码规律、格雷码与二进制相互转换方法。

2.掌握逻辑代数的基本运算、基本定律和基本规则;掌握逻辑函数的标准形式;掌握逻辑函数的公式法化简方法和卡诺图化简方法;掌握逻辑函数的各种表示方法及其相互之间的转换。

3.熟悉CMOS集成门电路和TTL集成门电路的电路组成和原理;掌握 CMOS电路和TTL电路的主要参数的物理意义、输入输出特性和输入输出等效电路;掌握集成电路使用的注意事项。

4.掌握组合逻辑电路的分析和设计;熟悉组合逻辑的竞争和冒险。

5.掌握组合逻辑模电路(优先编码器、译码器、数据选择器、加法器和比较器)的电路功能、逻辑关系、扩展和应用。

6.掌握各种触发器(基本RS、时钟RS、主从JK、边沿JK、边沿D和边沿T)的状态转换真值表、状态转换方程、激励方程、状态转换图和各种触发器的电路符号;掌握触发器的动态特性。

7.掌握同步时序电路的分析过程;掌握同步时序电路的设计;掌握寄存器、二进制计数器、十进制同步计数器、可逆计数器和移位寄存器电路功能,掌握这些器件的应用;了解常用异步计数器的功能和应用。

8.掌握用计数器实现控制器和序列信号发生器等常用时序电路的方法。

9.掌握数模、模数转换的原理和应用。

10.熟悉半导体存储器组成原理和应用,掌握存储器容量扩展方法。

11. 掌握脉冲波形变换电路和脉冲波产生电路。

(三)高频(射频)电路部分1.考研建议参考书目陈邦媛著《射频通信电路(第二版)》,科学出版社。

2.基本要求(1)掌握发射机,超外差式接收机射频部分的结构框图,各部件功能与主要性能指标。

(2)掌握射频电路设计的主要基础知识:a) LC串并联谐振回路:谐振频率,谐振阻抗,Q值,幅频特性及相频特性。

b) 阻抗变换:理想变压器阻抗变换,电抗部分接入阻抗变换,L网络阻抗变换,传输线变压器阻抗变换。

c) 有关噪声的基本知识:电阻热噪声,噪声系数,噪声温度,多级线性网络级连总噪声系数。

d) 非线性器件在频谱搬移中的作用:主要掌握线性时变工作的特点。

(3)从时域和频域两方面理解模拟调幅(AM,DSB,SSB)及调频的概念:表达式,波形,调制指数,频谱结构,带宽,功率。

(4) 低噪声放大器的主要性能指标。

(5) 混频器的主要性能指标,三种主要形式混频器(单管,Gilbert乘法器,二极管)的原理分析,变频增益计算。

(6) 反馈型振荡器的三个基本条件(起振,平衡,稳定),LC振荡电路(互感耦合,三点式),石英晶体振荡电路及变容管压控振荡电路分析。

(7) 锁相环的基础知识:环路组成,环路方程,锁定特征,跟踪性能的分析方法。

(8) 幅度调制与解调电路:a) 幅度调制的基本实现方框图。

b) 包络检波与同步检波(乘积型,迭加型)的原理电路分析。

(9) 调频与解调电路:a) 变容二极管直接调频电路分析。

b) 几种常见的鉴频电路(斜率鉴频,正交鉴频)的原理分析。

(10) 三类常用的功率放大电路(A类,B类,C类)的特点,电流电压波形,效率。

会用简单的L网络进行放大器与负载间的阻抗变换。

信号与系统的时域经典法怎么阐释了物理概念

时域分析是通过直解系统在典型输入信号作用下应来分析系统系能的。

方法就是按一些公式求上升时间、最大超调量等参数来分析系统,也可用劳斯判据。

一般需要复杂的高阶微分方程运算。

\ 根轨迹法是根据反馈控制系统开环和闭环传递函数之间的关系,由开环传递函数求闭环特征根。

这种方法是用图解的方式表示特征根与系统参数的全部数值关系,适用于高阶系统,避免了复杂的运算。

\ 频域法根据系统的频率特性间接地揭示系统的动态特性和稳态特性,可以简单迅速地判断某些环节或者参数对系统的动态特性和稳态特性的影响,并能指明改进系统的方向。

与前两种方法相比,主要优点有不需要复杂运算、能对系统动态性能作出分析。

方法是奈氏稳定判据,作出奈氏图,根据曲线与(-1.0)点的关系,作出相应判断。

\ \ 可参考自动控制原理教材,胡寿松的不错。

\ 答得不完善,欢迎继续交流。

为什么要把信号从时域变换到频域分析

1、时域可以直观的观测到信号的形状是,不能用有限的参数对信号进行准描述。

2、频域分析可以将复杂信号分解为简单的信号(正弦信号)的叠加,可加精确的了解信号的“构造”。

3、在线性系统中,可以利用线性叠加原理,将单一频率正弦波作为输入,获取输出信号,得到其频率响应关系就可利用信号的频域分析结果对推导出任意复杂信号输入时出。

lfm信号是什么

脉冲压缩技术因解决了雷达作用距离与分辨率之间的矛盾而成为现代雷达的一种重要体制,数字LFM(线性调频)信号脉冲压缩就是利用数字信号处理的方法来实现雷达信号的脉冲压缩,脉冲压缩器的设计就是匹配滤波器的设计,脉冲压缩过程是接收信号与发射波形的复共扼之间的相关函数,在时域实现时,等效于求接收信号与发射信号复共轭的卷积。

若考虑到抑制旁瓣加窗函数,不但要增加存储器,而且运算量将增加1倍,在频域实现时,是接收信号的FFT值与发射波形的FFT值的复共轭相乘,然后再变换到时域而获得的。

若求N点数字信号的脉冲压缩,频域算法运算量大大减少,而且抑制旁瓣加窗时不需增加存储器及运算量,相比较而言,用频域FFT实现脉冲压缩的方法较优,因此选用频域方法来实现脉冲压缩,但是仍需要做大量的运算。

1 脉冲压缩系统工业原理1.1 用FFT法实现LFM信号的数字脉冲压缩时域脉冲压缩的过程是通过对接收信号s(t)与匹配滤波器脉冲响应求卷积的方法实现的,根据匹配滤波理论,h(t)=s*(t0-t),即匹配滤波器是输入信号的共轭镜像,并有相应的时移t0。

则压缩网络的冲激响应为:h(n)=s*(N-n) (1)式中:n=0,1,…,N-1;N表明当发射波形是有限宽度时,冲激响应也是一个有限序列。

根据卷积定理,并采用N点DFT,则可得压缩网络的输出;y(n)=ID{D[s(n)D[s*(N-n)]} (2)如采用FFT算法,则可得用FFT法实现数字式脉冲压缩的数字模型为:y(n)=IFFT{FFT[s(n)FFT[s*(N-n)]} (3)

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