第二章、信號分析基礎本章學習要求：1.了解信號分類方法2.掌握信號時域波形分析方法3.掌握信號時差域相關分析方法4.掌握信號頻域頻譜分析方法5.了解其它信號分析方法工程測試技術基礎第二章、信號分析基礎2.1信號的分類與描述

為深入了解信號的物理實質，將其進行分類研究是非常必要的，從不同角度觀察信號，可以將其分為：1從信號描述上分--確定性信號與非確定性信號；2從信號的幅值和能量上--能量信號與功率信號；3從分析域上--時域與頻域；4從連續(xù)性--連續(xù)時間信號與離散時間信號；5從可實現(xiàn)性--物理可實現(xiàn)信號與物理不可實現(xiàn)信號。2.1信號的分類與描述1確定性信號與非確定性信號可以用明確數(shù)學關系式描述的信號稱為確定性信號。不能用數(shù)學關系式描述的信號稱為非確定性信號。2艱.運1慨信夸號賽的溜分它類摧與豆描催述信頸號副波捎形銜：被棋測事信偏號羨信嚇號擇幅戲度惠隨腐時銀間秀的程變配化騎歷癥程鄙稱掏為戴信慣號礦的烏波問形馳。信播號敲的抵分磨類暈主列要宅是唐依珠據屋信珍號霉波捧形倚特己征療來周劃粒分企的些，鳴在推介息紹介信寇號暢分坑類拋前冷，急先組建醋立很信秒號帆波純形址的志概建念柜。振番動綱弦首(代聲鋸源籍)聲慈級顧計記坐錄處儀0At信累號在波旬形吸圖寶：煙用齒被返測檔物蛙理跡量財?shù)恼饛姳Ф饶孔鲃轂楹憧v保坐艷標咐，匪用館時滋間衣做邁橫昆坐紐奉標鈴，耍記行錄戒被遵測蒜物玩理辭量型隨棗時至間廢的環(huán)變金化文情推況譯。2杰.器1疼信別號希的常分慚類狗與臨描良述周廣期示信慢號庫：到經澆過俗一槳定鄰時綢間況可事以余重棋復滋出西現(xiàn)僵的欺信完號x吸(慕t壁)蘿=片x背(量t耽+膛n必T趙)簡單周期信號復雜周期信號2思.憑1醋信蟲號課的魄分姨類尊與星描針述b擱)槽非燥周倘期償信窄號割：貪在漂不坦會馳重義復箭出擱現(xiàn)爆的大信偏號衰。準周期信號準周期信號:由多個周期信號合成，但各周期信號的頻率不成公倍數(shù)，其合成信號不是周期信號。如：x(t)=sin(t)+sin(√2.t)瞬態(tài)信號瞬態(tài)信號:持續(xù)時間有限的信號，如x(t)=e-Bt.Asin(2*pi*f*t)2包.程1窯信醫(yī)號凍的捏分較類尋與驕描鐘述c岸)服非蛾確習定撓性勉信置號?。菏静徽軅z用兼數(shù)捎學僻式瓜描呼述省，派其渣幅或值彈、忠相越位參變姓化舍不渣可戚預罩知堪，銳所那描逆述養(yǎng)物聚理燈現(xiàn)笨象沖是考一邀種睛隨交機極過吊程慰。噪聲信號(平穩(wěn))噪聲信號(非平穩(wěn))統(tǒng)計特性變異2蘿.追1竭信證號課的森分班類制與引描啄述2廉能響量螞信軌號壟與彼功患率味信姻號a跡)搭能倉量曠信易號在貨所粉分詞析掠的剝區(qū)級間擇（乎-歡∞揭，抵∞柴）代，定能徹量弟為閃有朝限議值尋的哥信勝號洞稱停為重能滑量女信項號對，猾滿膝足段條熔件銜：一悔般鄭持玩續(xù)副時貝間迎有姑限拘的殲瞬柏態(tài)勢信延號辦是錫能忌量桶信豎號冤。瞬態(tài)信號2介.平1勵信打號套的痛分伏類輔與抓描那述b咐)浮功味率稀信瓦號在不所銹分刪析亡的袍區(qū)泥間緞（亡-模∞奏，提∞固）蔥，砌能現(xiàn)量撫不仇是渴有胳限更值色．幅此傻時州，炊研選究脾信旋號郊的準平趣均扁功濟率揉更撲為司合絞適開。一皺般竄持犧續(xù)虛時陶間循無懶限痕的窗信安號昨都波屬結于撓功盲率歷信休號腥。復雜周期信號噪聲信號(平穩(wěn))2狂.架1女信各號造的憲分全類撥與很描壞述3堤時謎限鉤與過頻元限挨信且號a雅)燦時忘域襖有發(fā)限吉信洋號在咬時留間宮段聽(辱t宗1晃，胃t盾2骨)霧內寇有涂定投義刺，穗其木外卸恒找等佩于久零鐘．b吧)富頻旺域哲有附限講信爆號在夢頻撥率商區(qū)穗間噴(田f蒙1知，南f咳2抵)糠內方有懂定赴義宇，住其民外角恒額等發(fā)于煉零眾．三角脈沖信號正弦波幅值譜2截.寄1勉信來號殺的延分近類徹與乘描栽述4霜連鑄續(xù)王時炊間館信賴號用與窯離科散季時扇間囑信拾號a器)糕連撞續(xù)閉時旺間呀信獻號蜂:堂在江所千有其時尊間連點耗上僚有霧定敞義b變)英離環(huán)散醫(yī)時偉間寨信伐號滲:墻在惕若執(zhí)干倚時假間慕點唱上期有伯定杜義幅值連續(xù)幅值不連續(xù)采樣信號2善.緣瑞1作信載號呢的援分雹類捷與蘆描戰(zhàn)述5楊物險理反可凈實俯現(xiàn)腹信盜號洋與允物曬理甜不統(tǒng)可雕實芹現(xiàn)宴信走號a汪)鐵物換理主可仁實暗現(xiàn)牙信孕號趣：棕又孤稱予為閱單午邊壓信迅號盾，紹滿森足及條魔件較：蘇t沖＜篇0棄時尊，印x域(急t滿)鳥=赴0脹，玻即哥在勻時錢刻馬小都于怨零鮮的搖一圓側啟全銀為造零訪。b賢)原物糞理梅不澇可楊實達現(xiàn)銅信緒號櫻：謊在瘋事毀件代發(fā)法生折前夏(豎t漿<捐0兔)輔就鼓預柜制竿知姐信竹號理。2棟.暫1訪信準號登的啊分館類插與典描撥述6循信施號繭分袍析紋中飽常騾用們的漏函自數(shù)a鳥)忘函它數(shù)倉:是庫一渡個鐮理晉想惠函前數(shù)階，班是旺物史理倚不磁可漿實欺現(xiàn)訊信躍號遍。等價：tS(t)tS(t)tS(t)1/2匙.板1躍信娘號虧的朗分州類怖與延描飾述特奏性膜：（1）乘積特性（抽樣）（2）積分特性（篩選）（3）卷積特性（4）拉氏變換（5）傅氏變換2拼.謹1皮信縱號慢的都分僑類躺與動描長述b偷)汽s升i劍n貪c塘函適數(shù)波形性伸質出：偶淺函頸數(shù)殼；閘扇門某(書或社抽雄樣挖)宜函差數(shù)吧；濾越波顫函返數(shù)委；內止插喘函悉數(shù)宅。圖示：頻率放大2倉.革1愉信碌號知的集分眠類蘭與補描遲述c悟)逮復型指習數(shù)等函陶數(shù);2旋.盾1她信加號烈的睬分稿類陰與牛描另述性循質層：（1）實際中遇到的任何時間函數(shù)總可以表示為復指數(shù)函數(shù)的離散和與連續(xù)和。（2）復指數(shù)函數(shù)的微分、積分和通過線性系統(tǒng)時總會存在于所分析的函數(shù)中。第站二燃章襯、壘信撲號錦分趴析街基惹礎2席.福2插信逝號妹的精時棋域掉波退形程分嫁析信確號迎的做時悄域郵波念形討分朝析酒是補最納常丹用鍵的顫信殿號書分疫析掏手廢段江，富用番示貼波福器采、歪萬架用愧表掩等切普竊通票儀辦器拌直翻接泳顯普示竹信容號剖波遣形太，糠讀叔取齡特病征所參距數(shù)厭。1、信號波形圖

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乘法器

y(t-τ)X(t)y(t-τ)積分器

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2滋.牢5逆信意號繭的數(shù)頻灑域斃分倚析時間幅值頻率時域分析頻域分析2歌.柴5雖信攪號丙的激頻果域坡分瘦析信雨號棋的綢頻夠譜極X漢(升f致)搏代淹表垮了院信桐號虹在歡不促同吳頻密率井分亦量蒙處葉信紡號繭成陵分碌的膝大賊小炎，榆它渣能冷夠挖提襖供酒比教時幟域挎信忽號棄波盡形吩更拘直蔥觀搖，菊豐曲富毛的摩信傘息跨。時沉域茂分虎析食與漏頻偶域占分疼析撫的輝關囑系2夜周倒期符信字號羽的境頻被譜僵分帽析周聯(lián)期吸信撒號浮是撲經蘿過永一敞定史時這間舒可描以開重種復罷出隨現(xiàn)仗的沖信縮慧號肌，芳滿孩足互條彈件奴：x花(母t安)客=絲式x尤(搖t茅+繁n粉T銀)任催何圾周緣瑞期蔥函谷數(shù)畫，誦都梨可鍬以扒展笨開賤成噸正惰交穴函等數(shù)輪線輝性臉組坦合催的蜓無溫窮怕級辛數(shù)創(chuàng)，遵如狼三胃角甲函熔數(shù)辦集恒的黑傅遵里擾葉軌級感數(shù)挪。傅里葉級數(shù)的表達形式：2舉.昏5罵信際號系的是頻錯域蜻分票析式暢中升:傅里葉級數(shù)的復數(shù)表達形式：T壤―膨―芳周草期偵，T然=湯2蝴π日/結ω孔0蹲；ω矛0敵―殼―溫基費波賠圓詞頻但率恩；f乘0屋=仆ω刷0剪/框2癢π2飽.捷5遇信咱號戶的腫頻柱域躬分勵析頻略譜乓圖估的特概團念工功程慈上屢習略慣耳將差計萬算驅結予果獻用岸圖慕形貪方黑式鞏表衣示啦，落以很fn(ω0)攪為做橫畏坐黃標邁，撓bn師、an為豆縱法坐買標驗畫項圖釘，剃稱撒為肌實倍頻投－亦虛辟頻唐譜額圖焰；渾以妥fn為至橫照坐受標炮，映An賤、為襪縱薄坐垂標玩畫珠圖從，侮則膠稱材為樣幅那值超－橡相倉位容譜姑；期以耍fn為享橫悶坐舒標珠，曲為束縱偶坐喝標緊畫億圖津，跳則航稱扶為趣功短率朝譜耐。圖例2過.桑5纖信鄙號沃的洲頻教域啞分棚析例窩子眼：抱方崖波虧信戀號彼的膨頻葉譜籌展共開圖示：2暑.孕5痛信挎號賣的窩頻霧域蔥分呆析波臥形蜓合碑成桐與樓分吼解周績期民信挎號耽都導可咐以牙用陰三萍角蜂函聚數(shù)騾{氧s柿i歡n英(壩2甲π寒n揀f0t縣)量,皺c僵o鍬s朗(華2潮π侄n煙f0t鳳)料}展的乘組負合調表夢示徐,織也城就凝是什說港，損可飛以抖用牛一汪組胃正尤弦我波助和嫂余往弦桿波束來演合坦成惠任梢意厭形頭狀圣的惹周曉期獻信聽號弦。點擊圖片進入2涌.王5羨信皇號錫的姿頻溝域毒分雄析3嚷非珍周嗓期厲信典號乞的辰頻姓譜典分疼析非袖周殊期秘信炊號觀是踢時賄間憂上趟不件會微重登復決出隔現(xiàn)偶的皇信共號斗，膛一及般書為早時北域媽有斗限濃信辟號疏，寨具假有響收華斂揀可債積蘿條兇件口，辜其像能書量膝為停有綠限要值減。骨這嶼種呆信碌號垮的卻頻番域罪分疊析慚手差段瘋是寶傅叔立諸葉勻變隆換斬?；?恥.棵5繞信倚號露的妨頻冠域查分藝析與哪周會期眨信鍋號瓣相沙似尼，王非蟲周惡期呈信膝號養(yǎng)也伶可傭以臂分岔解怖為毒許歷多丙不纏同惑頻蔑率咱分商量姿的煩諧棄波聲和庭，門所做不姻同仰的貼是虹，堡由駛于噸非堂周淋期波信吵號兼的百周養(yǎng)期落T∞餓，傅基霉頻f興d冤f，夕它易包緞含牽了寬從孔零上到述無分窮龜大興的骨所錫有蝕頻坐率高分饒量協(xié)，標各您頻堡率籃分扎量陽的歸幅此值危為希X射(淺f猾)訓d睛f虜，打這哪是型無蝕窮貧小糊量跡，登所皆以愈頻手譜拘不活能嚷再炕用踢幅按值繼表估示羅，很而岡必枝須浴用脅幅音值簡密率度移函涼數(shù)墊描號述秧。另貿外壩，申與尚周紐奉期膽信撤號沈不種同撤的乖是溜，叨非光周回期悉信錢號者的協(xié)譜藏線礦出埋現(xiàn)勾在制0麻,輛fm梨a倘x的龜各賽連額續(xù)扒頻哲率搖值增上搶，局這址種講頻刑譜其稱拒為橡連識續(xù)籃譜筑。2冷.蹤蝶5旺信悼號分的股頻泡域悟分憑析典碧型泰信夢號表的宜頻芽譜哈分盟析點疊擊迎圖長片摔進佳入2奪.復5哨信雀號簡的交頻蟲域啦分晝析4消傅吃立今葉白變攔換隔的毯性斑質a宜.揮奇點偶羅虛雁實彩性b嫌.妹線敬性胡疊扒加姥性若否x聾1壺(象t濟)圾←波→柳X浴1宰(座f鄙)院，扣x念2怪(辦t趣)阿←第→駝X些2觸(練f震)則簽：銷c嶼1攪x白1即(芒t暮)劈燕+藝c境2凳x幻玉2侵(庫t原)蒼←都→魔c軟1型X漆1下(尤f肅)浩+幣c姻2字X妙2續(xù)(塑f叫)c爺.究對鐮稱穴性若年x柳(厲t根)件←椅→段X嬌(匙f屬)情，陵則賢X擱(圓-啞t脫)凍←貿→畏x裙(繳-之f渣)d航.株時兆間墊尺否度那改古變杯性若翼x響(瘋t栽)夏←箱→生X欲(邁f餅)隸，碑則吹x謠(符k到t岸)距←田→勞1涉/燙k昏[汽X孕(覆f蘇/飄k鴉)猜]e煮.婦時迷移擾性若前x燭(贏t鑒)倚←勇→憂X袋(狀f模)緞，改則久x定(屆t欠±保t嫂0非)序←峽→霞e±義j具2凈π檢f基t拼0X辣(謙f躍)f避.蛙頻辰移臺性若錄x犯(列t倘)暢←廈→靈X清(霧f潤)贈，嬸則2宮.收5奇信泉號犁的宋頻使域鼻分深析例越子笛：皺求午下吹圖杠波搶形非的嬸頻件譜+X1(f)X2(f)用線性疊加定理簡化2慶.墨5鼓信跟號昂的無頻謝域翅分誦析5啊頻口譜租分平析狂的幟應是用頻特譜拾分當析項主覽要促用容于喂識泰別助信定號慢中符的襲周芝期劇分睬量芽，釀是緩信綠號閃分攀析翁中減最瞇常犯用栽的翠一機種斷手嘩段螞。案例：在齒輪箱故障診斷通過齒輪箱振動信號頻譜分析，確定最大頻率分量，然后根據機床轉速和傳動鏈，找出故障齒輪。案例：螺旋漿設計可以通過頻譜分析確定螺旋漿的固有頻率和臨界轉速，確定螺旋漿轉速工作范圍。2托.蔬5順信塌號糟的笛頻岡域濱分跡析譜綁陣櫻分寬析籠：設馳備現(xiàn)啟貌/貓停戴車狡變攀速析過連程儉分子析2番.天5宰信華號鼓的醉頻壟域而分升析2微.幕5曬信訪號掘的孫頻胞域蛾分堵析動手做：用計算機聲卡和麥克風對樂器進行測量分析，給出不同音階對應的頻率。設計一個計算機電子琴。2畫.請6蘭卷駁積威分第壘二致章浴、綱信扇號湊分紫析熄基布礎1傳卷需積卷參積概積胞分龜是還一磚種武數(shù)肺學祝方欲法車，優(yōu)在展信態(tài)號持與檢系襪統(tǒng)熱的豎理拌論以研屬究旁中你占晨有俘重肥要銹的架地惑位萍。榨特城別礦是央關剛于矛信允號徑的烘時周間閉域鄰與嫩變岔換廊域炭分挨析建，咱它刺是調溝教通服時脅域桂－志頻困域素的族一東個劍橋闊梁隱。在系統(tǒng)分析中，系統(tǒng)輸入／輸出和系統(tǒng)特性的作用關系在時間域就體現(xiàn)為卷積積分的關系x(t)h(t)

y(t)2渴卷飄積蒸的物順理油意笑義對安于俯線摔性債系刻統(tǒng)壁而遮言湊，詢系旁統(tǒng)蓬的喜輸幕出惡y曉(藥t胞)扒是鮮任役意醋輸犯入抓x疾(熔t泛)膊與暖系簽統(tǒng)怒脈哭沖叼響漫應賤函鞠數(shù)叢h效(宿t買)磚的統(tǒng)卷陪積階。（1）將信號x(t)分解為許多寬度為t的窄條面積之和，t=nt時的第n個窄條的高度為x(nt)，在t趨近于零的情況下，窄條可以看作是強度等于窄條面積的脈沖。tx(t)nt

x(nt)t2敗.占6儀卷瀉積待分（屆2征）逗根宣據迅線拾性檢系應統(tǒng)毫特軌性葵，瀉在由t船=室n藍t書時亞刻爽，噸窄課條喇脈易沖刪引停起建的響樣應稠為唐:x哲(n葵t歌)俱降t員h客(劇t午-n逆t墻)tx(nt)th(t-nt)02畢.帶6誦卷敲積支分（惠3厲）塊根墳據毅線習性衛(wèi)系績統(tǒng)贊的蛋疊發(fā)加珍原悲理敵，援各南脈裝沖斤引由起釀的震響蘿應惹之展和即真為短輸匆出評y眉(蘋t問)ty(t)02刑.疫6喇卷余積考分卷窯積屬與膨相竿關h(t)t0x(t)0t3痰卷蘋積坊分壤的椒計扁算贈圖勒例設擁：2先.株6揪卷掃積質分（踢1謊）老t掘=膠0時玻，課y掩(訊0留)甲=續(xù)2絨A2T0y孫(收t肚)2阿A2T02薦T0-趟2豎T00x坦(跨t促)T0-奮T0h嗓(章0對-)T0-的T0A2T0-息T0卷僑積笑與厚相唱關tt0002貿.洞6壘卷斬積鍛分（神2聰）縣t楚=T0/椒2時核，崖y危(T0/征2)伍=濃3姨A2T0/本2y御(完t頃)2壯A2T02園T0-濕2非T00x(t)T0-T0h錯(四T0/僵2障-)T0-什T0A2T0-茂T0卷泊積觀與許相疫關2深.啊6笑卷降積菠分（葛3銹）旅t鍋=T0時銀，天y應(T0)父=貸A2T0y傅(愿t暖)2桿A2T02發(fā)T0-爹2蜻T00x(t)T0-T0h測(州T0/稠2洲-)T0-燈T0A2T0-熔T0卷戀積替與因相毯關2樓.偽6勻卷柳積過分（駱4介）朱t慚=凝3T0/笑2時河，繩y鹽(辟3T0/很2)柜=裁A2T0/孩2y乞(枕t掠)2阻A2T02槳T0-惱2域T00x(t)T0-T0h考(聰T0/極2數(shù)-)T0-衛(wèi)T0A2T0-猛T0卷器積調與朝相爛關2贊.迅6欲卷翻積液分（顛5鮮）雷t宋=頂2T0時單，友y捷(頃2T0)北=邁0y資(鑰t酷)2褲A2T02谷T0-盆2刷T00x(t)T0-T0h值(頭T0/刻2席-)T0-偏T0A2T0-里T0卷貞積稼與蠅相溜關2肝.差6畏卷忍積桿分（砌6務）戚t城=拆-T0/沈2時請，沾y垃(廁-T0/診2)信=蠶3閱A2T0/怠2y黑(股t積)2捐A2T02字T0-植2奸T00x(t)T0-T0h標(子-歪T0/碰2造-)T0-專T0A2T0-綁T0卷幣積授與消相割關2鵝.怪6把卷艇積樓分（兇7債）箱t樸=御-T0時電，夕y壤(壩-T0)眾=必A2T0y低(贏t仇)2異A2T02