山东理工大学：《机电工程测试与信号处理》课程教学资源（PPT课件）第6章 信号处理初步

归本罪2大军 第6章信号处理初步 .1数字信号处理的基本步骤 )2离散信号及其频谱分析 .3相关分析及其应用 .4功率谱分析及其应用目 5现代信号分析方法简介

6.1 数字信号处理的基本步骤 6.2 离散信号及其频谱分析 6.3 相关分析及其应用 6.4 功率谱分析及其应用 6.5 现代信号分析方法简介 1

6少东程子大军 本章内容及学习要龙 >本章内容 ●掌握信号数字化中出 ●数字信号处理的基本 现的问题的原因及解 步骤； 决方法； ●信号数字化出现的问 ●掌握相关函数的定义、 题； 物理意义，了解相关 ●相关分析及其应用： 分析的应用； ●功率谱分析及其应用； ●掌握功率谱函数的定 ·现代信号分析方法简 义、物理意义，了解 介。 功率谱分析的应用； >本章学习目标 ●了解相千函数、倒频 谱分析及应用、现代 ●掌握数字信号处理的 信号分析方法。 基本步骤；

本章内容及学习要求 ➢本章内容 ⚫数字信号处理的基本 步骤； ⚫信号数字化出现的问 题； ⚫相关分析及其应用； ⚫功率谱分析及其应用； ⚫现代信号分析方法简 介。 ➢本章学习目标 ⚫掌握数字信号处理的 基本步骤； ⚫掌握信号数字化中出 现的问题的原因及解 决方法； ⚫掌握相关函数的定义、 物理意义，了解相关 分析的应用； ⚫掌握功率谱函数的定 义、物理意义，了解 功率谱分析的应用； ⚫了解相干函数、倒频 谱分析及应用、现代 信号分析方法。 2

60上东理上大等 第6章信号处理初步 >信号分析：研究信号的类别、构成和特征值。 >信号处理：对所测得的信号经过必要的加工、变 换以获得所需信息的过程。 >信号分析与处理的目的一尽量准确地提取所需的信息， 包括 ●剔除信号中的噪声和干扰，提高信噪比； ●消除测量系统的误差，修正畸变的波形； ●强化、突出有用信息，削弱无用部分； ●将信号变换到不同域分析，以便得到更易解释和理 解以及易于暴露被测对象本质的特征参量等。 08:12:51

第6章 信号处理初步 ➢信号分析：研究信号的类别、构成和特征值。 ➢信号处理：对所测得的信号经过必要的加工、变 换以获得所需信息的过程。 ➢信号分析与处理的目的—尽量准确地提取所需的信息， 包括 ⚫剔除信号中的噪声和干扰，提高信噪比； ⚫消除测量系统的误差，修正畸变的波形； ⚫强化、突出有用信息，削弱无用部分； ⚫将信号变换到不同域分析，以便得到更易解释和理 解以及易于暴露被测对象本质的特征参量等。 08:12:51 3

第6章信号处理初步 >信号分析和处理的手段 ●模拟信号分析与处理系统 由模拟器件组成的能实现模拟信号处理和运算的系统， 可能包括一系列电路，如模拟滤波器、乘法器、运算 放大器（比例、微分、积分等)等电路。 可作为数字信号处理的预处理环节，如滤波、限幅、 隔直、解调等。 ·数字化信号分析与处理系统 在通用计算机或专用数字信号处理机中，利用数字化 方法分析和处理信号。 数字化信号处理和分析的优点：精度高，功能强，稳 定性、重复性好，使用不同的软件可以实现不同的功 能，灵活方便

第6章 信号处理初步 ➢信号分析和处理的手段 ⚫模拟信号分析与处理系统 由模拟器件组成的能实现模拟信号处理和运算的系统， 可能包括一系列电路，如模拟滤波器、乘法器、运算 放大器（比例、微分、积分等）等电路。 可作为数字信号处理的预处理环节，如滤波、限幅、 隔直、解调等。 ⚫数字化信号分析与处理系统 在通用计算机或专用数字信号处理机中，利用数字化 方法分析和处理信号。 数字化信号处理和分析的优点：精度高，功能强，稳 定性、重复性好，使用不同的软件可以实现不同的功 能，灵活方便

G勿归本用子大等 信号拆和处理的目的及手段 >信号分析和处理的手段 频谱分析仪 模拟式信号分析和处理仪器{相关分析仪 功率谱分析仪等 专用数字信号处理机 数字式信号分析和处理仪器 通用数字计算机等 08:12:51

信号分析和处理的目的及手段 ➢信号分析和处理的手段 5              频谱分析仪 模拟式信号分析和处理仪器 相关分析仪 功率谱分析仪等 专用数字信号处理机 数字式信号分析和处理仪器 通用数字计算机等 08:12:51

心少求罪2大军 6 数字信号处理 > 数字（化/式)信号处理是利用专用的数字信号处 理机或通用计算机采用数字化的方法对信号进行 处理。 ●注意：数字信号处理并非是针对数字信号而言的， 不能简单理解为是对数字信号的处理。 >时域处理是通过将模拟信号经过抽样（也称为采 样)离散，再经过AD转换变成数字信号，而后再 进行各种计算分析获取所需信息。 >频域上是利用数字计算方法实现付立叶变换。其 数学基础是离散付立叶变换（DT),实现的算 法一般采用快速付立叶变换(FFT)

数字信号处理 ➢数字（化/式）信号处理是利用专用的数字信号处 理机或通用计算机采用数字化的方法对信号进行 处理。 ⚫注意：数字信号处理并非是针对数字信号而言的， 不能简单理解为是对数字信号的处理。 ➢时域处理是通过将模拟信号经过抽样（也称为采 样）离散，再经过A/D转换变成数字信号，而后再 进行各种计算分析获取所需信息。 ➢频域上是利用数字计算方法实现付立叶变换。其 数学基础是离散付立叶变换（DFT），实现的算 法一般采用快速付立叶变换（FFT）。 6

G少求罪2大等 信号分析和处理仪器图片 m他法H @@ 安捷伦35670A:2或4通道FFT动态信号分析仪 DC-102.4 kHz

信号分析和处理仪器图片 7 安捷伦35670A：2 或 4 通道 FFT 动态信号分析仪 DC-102.4 kHz

6少求程3大军 8 信号分析和处理仪器图片 SPECTRUM ANALYZ花R 0.00 S10H2 R-27dB别 TG-OFF TUNING CE州TE月EREO ANALYZE @w●ATTEN AT6011 1000MHz频谱分析仪

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心少东用工大等 6.1数字信号处理的基库步骤

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归本大军 10 6.1数字信号处理的基本步骤 数字式信号处理和分析的基本过程 > (t) x2(t) 多路 Y(t) () 数字 模拟 预处 A/D 计算 输出 开关 转换 处理 数字信号处理系统简图 i() z（t) 数字计今 算处理 数字式信号处理和分析的基本过程

数字式信号处理和分析的基本过程 6.1 数字信号处理的基本步骤 10 xi (t) 0 t yi (t) 0 t zi (t) 0 t 数字计 算处理 输 出 ➢数字式信号处理和分析的基本过程 数字信号处理系统简图 预 处 理 A/D 转换 x1 (t) 数字 计算 处理 多路 模拟 开关 x2 (t) 输 出 yi (t) zi (t)