南京工大学机薇二学院贛仪系 第2章测试信号的时域分析与处理 2.1信号时域特的获取方法 2.2信吉燕据岣轿值方法及实现 2.3輪据鸲献及实现 24蕉徴优利数鎚分实现 2.5的鍔罹滑栴市溏及实现 2.6 MATLAB在时域分析与处理中的应用 2021-2-3 第2章测试信号的时域分析与处理
南京理工大学机械工程学院精仪系 2.1 信号时域特征的获取方法 2.2 信号与数据的插值方法及实现 2.3 信号与数据的拟合方法及实现 2.4 数值微分和数值积分及实现 2.5 时域信号的平滑与建模方法及实现 2.6 MATLAB在时域分析与处理中的应用
南京理工大学机橄工程学院精仪系 信号时间特征: 上升沿、下降沿:突变位置、时延 峰值:极值、上冲/下冲;二阶系统峰值比<>阻尼 拐点:特征点 过零点:脉冲反射计 峰高宽比、半高峰宽度:峰型 导函数、高阶导数:一阶、高阶频率分量 不动点、不变矩:克服背景变化、优化、特征提取、 上包络、下包络:信号最大值、背景波动 光滑性、增量表达:与函数导数有关(增量调制表达) 周期性:频率 波动性:纹波系数 短时平均幅度:(中值/均值滤波) 2021-2-3 第2章测试信号的时域分析与处理
南京理工大学机械工程学院精仪系 信号时间特征： 上升沿、下降沿：突变位置、时延 峰值：极值、上冲/下冲；二阶系统峰值比 <------> 阻尼 拐点：特征点 过零点：脉冲反射计 峰高宽比、半高峰宽度：峰型 导函数、高阶导数：一阶、高阶频率分量 不动点、不变矩：克服背景变化、优化、特征提取、 上包络、下包络：信号最大值、背景波动 光滑性、增量表达：与函数导数有关（增量调制表达） 周期性：频率 波动性：纹波系数 短时平均幅度：（中值/均值滤波）
南京理工大学机橄工程学院精仪系 21信号时域特征的获取方法 211采样信号的主要特点 数字量 量化 x(t) r n 用数字量表示模拟量是有误差的 量化误差 量化误差的大小与量化的粗细及 0 1q\ 2q 3q 4q 5q 6q 具体测试点的位置有关,而与实 模拟量 现量化的具体装置没有直接关系 最大量化误差q 最大量化误差与分辨率直接关联 最大量化误差 2021-2-3 第2章测试信号的时域分析与处理
南京理工大学机械工程学院精仪系 x(t) 量化 用数字量表示模拟量是有误差的 ——量化误差 量化误差的大小与量化的粗细及 具体测试点的位置有关，而与实 现量化的具体装置没有直接关系 最大量化误差与分辨率直接关联 x[n] 最大量化误差 q 最大量化误差 2 q
南京理工大学机橄工程学院精仪系 21信号时域特征的获取方法 211采样信号的主要特点 被测试信号是随机的 量化误差是随机的 最大量化误差 设被测模拟量x(t烙测试点出现的概率均匀 分布,即概率p(x)为常数。量化系统采用 数字量 偏置措施,其量化误差的变化范围为 ≤e q 2 2 e=x(t)xn 根据随机变量均值的定义有: q e=3x p(x dx=p(x)29 xdx a xx b 模拟量 量化误差 p(x)= a-b 2021-2-3 第2章测试信号的时域分析与处理
南京理工大学机械工程学院精仪系 被测试信号是随机的 量化误差是随机的 最大量化误差 设被测模拟量 各测试点出现的概率均匀 分布，即概率 为常数。量化系统采用 偏置措施，其量化误差的变化范围为： 根据随机变量均值的定义有： x(t) p x) 2 q 2 2 q e q e x(t) x[n] 2 2 2 2 ( ) ( ) q q q e q x p x dx p x xdx 0 1 1 ( ) e a b q p x
南京理工大学机橄工程学院精仪系 21信号时域特征的获取方法 211采样信号的主要特点 ∴=(e-e),p(x)=上2c2,p(x)d=- q 以正弦一,"r N E (2丌m)dt 2 . SNR-2 2--1) 12 og 10 当N>1时,Ls=(1.76+6.02N)dB 2021-2-3 第2章测试信号的时域分析与处理
南京理工大学机械工程学院精仪系 3 12 2 3 1 ( ) ( ) ( ) 2 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 e q q q e e p x de e p x de e q q q q q e q 以正弦信号为例计算该信号被采样和数字化而产生的信噪比SNR 2 2 ( ) 1 e b a x t dt b a SNR N L N dB L q q SNR q dt T q t T E SNR N N SNR N N N T N x 1 (1.76 6.02 ) log 2 1 2 3 2 1 10 log 2 3 10 log (2 1) 2 3 12 2 (2 1) 2 1 2 (2 1) 2 1 sin (2 ) 2 1 (2 1) 2 10 10 2 10 2 2 2 2 2 2 0 当 时，