动态信号处理(一,二,三章)

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04设备动态信号分析

04设备动态信号分析设备动态信号分析是指对设备在运行过程中产生的各种信号进行分析，以获取设备运行状态、性能参数以及故障特征等信息的过程。

通过对信号的分析，可以帮助工程师了解设备的运行情况，及时发现设备存在的问题，从而采取相应的措施，确保设备的正常运行和良好的性能。

设备动态信号分析通常包括对振动信号、声音信号、温度信号、压力信号等多种信号的分析。

在设备动态信号分析中，振动信号是其中最为重要的一种信号。

振动信号可以反映设备在运行过程中产生的振动情况，包括振幅、频率、相位等参数。

通过对振动信号的分析，可以诊断设备的故障类型、位置和严重程度，评估设备的健康状况，指导设备的维护和保养工作。

振动信号的分析方法包括时域分析、频域分析、时频分析等。

时域分析可以显示信号的波形和震动特征，频域分析可以显示信号的频谱分布，时频分析可以分析信号的时间变化和频率变化规律。

另外，声音信号也是设备动态信号分析中的一种重要信号。

声音信号可以反映设备在运行过程中产生的噪音情况，通过对声音信号的分析，可以评估设备的噪音水平，判断设备的运行状态，诊断设备的故障情况。

声音信号的分析方法包括频谱分析、时间频谱分析、声音图像分析等。

频谱分析可以显示声音信号的频谱特征，时间频谱分析可以显示声音信号的时间分布和频率分布，声音图像分析可以显示声音信号的空间分布和频率特征。

在设备动态信号分析中，温度信号和压力信号也是重要的信号类型。

温度信号可以反映设备在运行过程中的温度情况，通过对温度信号的分析，可以评估设备的热平衡状态，指导设备的温度控制和冷却工作。

压力信号可以反映设备在运行过程中的压力情况，通过对压力信号的分析，可以评估设备的液体和气体流动状态，指导设备的压力调节和安全控制。

总之，设备动态信号分析是一种重要的分析方法，可以帮助工程师了解设备的运行状态，及时发现设备存在的问题，预防设备的故障发生，确保设备的正常运行和良好的性能。

未来，随着科学技术的发展和应用需求的增加，设备动态信号分析将得到更广泛的应用和发展，为设备运行和维护提供更有效的技术支持。

信号处理与测试技术习题及答案

第一章习题：一、填空题1、电量分为和，如电流、电压、电场强度和电功率属于；而描述电路和波形的参数，如电阻、电容、电感、频率、相位则属于。

2、传感器输出的经过加工处理后，才能进—步输送到记录装置和分析仪器中。

3、现代科学认为，、、是物质世界的三大支柱。

4、与三大支柱相对应，现代科技形成了三大基本技术，即、、。

5、传感技术是人的的扩展和延伸；通信技术是人的的扩展和延伸；计算机技术是人的的延伸。

6、、、技术构成了信息技术的核心。

二、简答题1、举例说明信号测试系统的组成结构和系统框图。

2、举例说明传感技术与信息技术的关系。

3、分析计算机技术的发展对传感测控技术发展的作用。

4、分析说明信号检测与信号处理的相互关系。

三、参考答案（－）填空题1、电能量、电参量、电能量、电参量2、电信号、信号调理电路3、物质、能量、信息4、新材料技术、新能源技术和信息技术5、感官（视觉、触觉）功能、信息传输系统(神经系统)、信息处理器官(大脑)功能6、传感、通信和计算机第二章习题：一、填空题1、确定性信号可分为和两类。

2、信号的有效值又称为，它反映信号的。

3、概率密度函数是在域，相关函数是在域，功率谱密度是在域上描述随机信号。

4、周期信号在时域上可用、和参数来描述。

5、自相关函数和互相关函数图形的主要区别是。

6、因为正弦信号的自相关函数是同频率的，因此在随机噪声中含有时，则其自相关函数中也必然含有，这是利用自相关函数检测随机噪声中含有的根据。

7、周期信号的频谱具有以下三个特点：_________、________、_________。

8、描述周期信号的数学工具是__________；描述非周期信号的数学工具是________。

9、同频的正弦信号和余弦信号,其相互相关函数是的。

10、信号经典分析方法是和。

11、均值E[x(t)]表示集合平均值或数学期望，反映了信号变化的，均方值反映信号的。

12、奇函数的傅立叶级数是，偶函数的傅立叶级数是。

信号分析与处理第1章

隔取值，用 n 表示离散取值的时间
自变量。 n 叫序号，只取整数。
•值域不连续
1.1.3 信号的分类 3、周期信号与非周期信号
（根据信号在某一区间内是否重复出现来分类）
周期信号：按照一定的时间间隔 T 周而复始且无始无终
的信号。
如：
非周期信号：信号在时间上不具有周而复始的特性，或者说信号的周期趋于无穷大。
2 动态系统的线性判断 •例4 判断下列系统是否为线性系统。

•（1）
•（2）
•解（1）
•显然，
•不满足可分解性，故为非线性系统
•（2） • 由于
满足可分解性
•
•不满足零状态线性 • 故为非线性系统
•1.2.3 系统的性质二、线性系统与非线性系统
• 3 线性系统另外三个重要特性：
•x(t
•y(t
)
•1.1.1 典型信号举例
• 例3：每个钢琴键弹奏的音对应一个基波频率和许多谐波频率。下图是钢琴CEG位置和对应的和弦信号的频谱。该频谱中有三个尖峰，信号中每个音对应一个，中音C的尖峰位于262赫兹，右边的E和G对应的尖峰位于较高频率处，分别为330赫兹和 392赫兹。这种情况下，用信号频域的频谱比用信号时域的波形更能直观、清晰的体现信号的信息。
• （1）物理系统：如通信系统、雷达系统等。 • （2）因为系统是完成某种运算（操作）的，因而还可以把软件编程也看成一种系统的实现方法(数学信号处理系统）。
• （3）系统的输入信号，称激励
，称响应
。
，系统的输出信号
•1.2.2 系统的概念（4）连续时间系统:系统的输入和输出都是连续时间信号，且其内部也没转换为离散时间信号。其时域数学模型是微分方程。举例：RLC电路（5）离散时间系统：系统的输入和输出都是离散时间信号。其时域数学模型是差分方程。举例：如数字计算机。（6）混合系统：离散时间系统经常与连续时间系统组和使用

数据库作业第二章第三章

第二章一、思考题1.什么是PSW，它有何作用？psw:操作系统将程序运行时的一组动态信息会聚在一起，称为程序的状态字作用：实现程序状态的保护和恢复3.为什么要把机器指令分成特权指令和非特权指令？应用程序在执行有关资源管理的机制指令时易于导致系统混乱，造成系统或用户信息被破坏，因此在多道程序设计环境中，从资源管理和控制程序执行的角度出发，必须把指令系统中的指令分成这两类。

4.试分别从中断事件的性质、来源和实现角度对其进行分类从中断事件的性质和激活的手段来说，可以分成两类：（1）强迫性中断事件强迫性中断事件不是正在运行的程序所期待的，而是由于某种事故或外部请求信息所引起的，分为：机器故障中断事件。

程序性中断事件。

外部中断事件。

输入输出中断事件。

（2）自愿性中断事件自愿性中断事件是正在运行的程序所期待的事件。

按事件来源和实现手段分类：（1）硬中断；硬中断分为外中断（中断、异步中断）和内中断（异常、同步中断）；（2）软中断；软中断分为信号和软件中断。

9.什么是系统调用？试述API、库函数及系统调用间的关系。

叙述系统调用执行流程。

由操作系统实现的所有系统调用所构成的集合即程序接口或应用编程接口(Application Programming Interface，API)。

系统调用是一种API，是应用程序同系统之间的接口。

库函数是语言本身的一部分，可以调用多个系统调用；系统调用（函数）是内核提供给应用程序的接口，属于系统的一部分，可以认为是某种内核的库函数；操作系统API是有系统调用（函数）的集合（也就是将许多的系统调用封装在了一起）。

一是编写系统调用服务例程；二是设计系统调用入口地址表，每个入口地址都指向一个系统调用的服务例程，有的还包括系统调用自带的参数个数；三是陷阱处理机制，需要开辟现场保护区，以保存发生系统调用时应用程序的处理器现场。

应用程序执行系统调用，产生中断指向内核态，进入陷阱处理程序，它将按功能查询入口地址表，并转至对应服务例程执行，完成后退出中断，返回应用程序断点继续运行。

(完整word版)数字信号处理第二章习题解答

数字信号处理第2章习题解答2.1 今对三个正弦信号1()cos(2)a x t t π=，2()cos(6)a x t t π=-，3()cos(10)a x t t π=进行理想采样，采样频率为8s πΩ=，求这三个序列输出序列，比较其结果。

画出1()a x t 、2()a x t 、3()a x t 的波形及采样点位置并解释频谱混淆现象。

解：采样周期为2184T ππ== 三个正弦信号采样得到的离散信号分别表示如下：1()cos(2)cos()42a n x n n ππ=⋅=2()cos(6)cos()42a n x n n ππ=-⋅=-3()cos(10)cos()42a n x n n ππ=⋅=输出序列只有一个角频率2π，其中1()a x n 和3()a x n 采样序列完全相同，2()a x n 和1()a x n 、3()a x n 采样序列正好反相。

三个正弦信号波形及采样点位置图示如下：tx a 1(t )tx a 2(t )tx a 3(t )三个正弦信号的频率分别为1Hz 、3Hz 和5Hz ，而采样频率为4Hz ，采样频率大于第一个正弦信号频率的两倍，但是小于后两个正弦信号频率的两倍，因而由第一个信号的采样能够正确恢复模拟信号，而后两个信号的采样不能准确原始的模拟信号，产生频谱混叠现象。

2.3 给定一连续带限信号()a x t 其频谱当f B >时，()a X f 。

求以下信号的最低采样频率。

（1）2()a x t （2）(2)a x t （3）()cos(7)a x t Bt π解：设()a x t 的傅里叶变换为()a X j Ω（1）2()a x t 的傅里叶变换为22()[()]Ba a BX j X j d ππωωω-⋅Ω-⎰因为22,22B B B B πωππωπ-≤≤-≤Ω-≤ 所以44B B ππ-≤Ω≤即2()a x t 带限于2B ，最低采样频率为4B 。

数字信号处理课后习题答案(全)1-7章

x(n)=－δ(n+2)+δ(n－1)+2δ(n－3)
h(n)=2δ(n)+δ(n－1)+ δ(n－2)
由于
x(n)*δ(n)=x(n)
1
x(n)*Aδ(n－k)=Ax(n－k)
2
故
第 1 章时域离散信号和时域离散系统
y(n)=x(n)*h(n)
=x(n)*［2δ(n)+δ(n－1)+ δ(n－2) 1 2
（5）系统是因果系统，因为系统的输出不取决于x(n)的未来值。如果
|x(n)|≤M, 则|y(n)|=|ex(n)|≤e|x(n)|≤eM，
7．设线性时不变系统的单位脉冲响应h(n)和输入序列x(n)如题7图所示，
要求画出y(n)输出的波形。
解：解法（一）采用列表法。
y(n)=x(n)*h(n)=
0≤m≤3
－4≤m≤n
非零区间如下:
第 1 章时域离散信号和时域离散系统
根据非零区间，将n分成四种情况求解： ① n<0时， y(n)=0
② 0≤n≤3时， y(n)= ③ 4≤n≤7时， y(n)= ④ n>7时， y(n)=0
1=n+1
n
1=8－m n0
3
mn4
第 1 章时域离散信号和时域离散系统
第 1 章时域离散信号和时域离散系统
(3) 这是一个延时器，延时器是线性非时变系统，下面证明。令输入为
输出为
x(n－n1)
y′(n)=x(n－n1－n0) y(n－n1)=x(n－n1－n0)=y′(n) 故延时器是非时变系统。由于
T［ax1(n)+bx2(n)］=ax1(n－n0)+bx2(n－n0) =aT［x1(n)］+bT［x2(n)］

动态信号分析

动态信号分析引言动态信号分析是指对一系列随时间变化的信号进行分析和解释的过程。

这些信号可以是任何随时间变化的数据，如声音、振动、电信号等。

动态信号分析可以帮助我们了解信号的周期性、频谱特征、幅度变化等信息，对于理解信号的特性和进行相关应用具有重要意义。

常见的动态信号分析方法1. 傅里叶变换傅里叶变换是一种将信号从时域转换为频域的数学方法。

通过傅里叶变换，可以将信号分解为一系列不同频率的正弦波的叠加。

傅里叶变换可以帮助我们了解信号的频谱分布，找出信号中的主要频率成分，并进一步分析信号的周期性和频谱特征。

2. 小波变换小波变换是一种将信号从时域转换为时频域的数学方法。

与傅里叶变换不同，小波变换可以提供信号在时间和频率上的更为精细的分析。

通过小波变换，可以得到信号在不同时间段和频率段上的能量分布，帮助我们了解信号的局部特征和瞬态特性。

3. 自相关分析自相关分析是一种研究信号相关性的方法。

它通过计算信号与其在不同时间延迟下的自身的相关性，来分析信号的周期性和重复性。

自相关分析可以用来判断信号中的周期性成分，并估计信号的主要周期。

4. 谱分析谱分析是一种将信号在频域上进行分析的方法。

它通过计算信号在不同频率段上的能量分布，来了解信号的频谱特性。

谱分析可以帮助我们找到信号中的主要频率成分，并估计信号的频率范围和带宽。

动态信号分析的应用领域动态信号分析在许多领域都具有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：1. 声音分析动态信号分析可以用来分析声音信号的频率特征、音调、语速等信息，对语音识别、音频处理和声音品质评估具有重要意义。

2. 振动分析动态信号分析可以帮助我们分析机械振动信号的频谱成分、振动模态、共振频率等信息，对机械故障诊断、结构健康监测等具有重要应用。

3. 电信号分析动态信号分析可以用来分析电信号的频谱特征、噪声成分、幅度调制等信息，对于电力系统分析、通信系统优化等具有重要意义。

4. 生物信号分析动态信号分析可以帮助我们研究生物信号的周期特征、频率变化、相位调制等信息，对心电图分析、脑电图分析和生物信号处理等具有重要应用价值。

2--故障诊断的信号处理方法

互相关：
自相关：
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2020/4/7
相关函数有如下性质： 1) 自相关函数是的偶函数，满足下式：
互相关函数不是的偶函数，也不是奇函数，而是满足下式：
2）时，自相关函数具有最大值，此时，能量信号为：
显然，在
点，功率信号的平均功率就等于自相关函数。如果均值
，则此
时信号的平均功率、自相关函数、方差都相等，即
Re
三、实部分量和虚部分量
+q +q
旋转矢量的实部就是信号在时刻t 的值，而其
Im 虚部除了可以用来表示
信号的相位外，没有其
它意义。
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2020/4/7
四、正交函数分量
信号可以用正交函数集来表示，即：
各分量的正交条件为：
如果取三角函数集为正交函数集，那么正交分解就是傅里叶级数展开。图中曲线就可以用下列函数表示：
通过各种分析手段，可以对获取的信号进行处理、分析、比较、判断，从而为机器故障诊断提供强有力的手段。
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2020/4/7
2.1 信号处理基础知识 2.1.1 信号的定义和分类
定义：信号是表征客观事物状态或行为的信息的载体。信号具有能量，它描述了物理量的变化过程，在数学上可以表示为一个或几个独立变量的函数，可以取为随时间或空间变化之图形。例如：噪声信号可以表示为声压随时间变化的函数；一张黑白照片可以用亮度随二元空间变量变化的函数来表示；机械零件的表面粗糙度，可以表示成一个二元空间变量的高度函数。活动的黑白电视图像，像点的亮度除了随平面位置变化之外，还随时间变化，因而是二元空间及时间三个独立变量的函数。

第2讲动态信号特征分析1_确定信号特征

x(t )
n
C e
n
jn0t
, (n 0,1,2,...)
1 T /2 Cn x(t )e jn0t dt T T / 2
n 0,1,2,
周期信号频谱特点
(1) 离散性：每条谱线代表一个频率分量； (2) 谐波性：谱线出现在基波的整数信频率上； (3) 收敛性：谐波次数越高，谐波分量越小。由收敛性可知，信号的中高次谐波分量很小，所以其对信号波形的影响很小，有时可以忽略。在一定的误差范围内，只考虑有限的频率分量：从0频率到所必须考虑的最高次谐波分量之间的频段称为信号的频带宽度。信号的频带宽度是一个重要的概念，这在动态信号处理中，在设计和选用测试装臵时要充分注意。信号的频带指信号包含频率成份的范围。

（3.39）
图3.17 周期矩形脉冲的频谱（T=4）
通常将0≤≤2/ 这段频率范围称周期矩形脉冲信号的带宽，用符号C表示：
2
C f 1
C

或

(3.40)
我们来考虑当周期矩形脉冲信号的周期和脉宽改变时，它
们的频谱变化的情形。
信号的周期相同而脉宽改变时，其频谱变化的情形
图3.18 信号脉冲宽度与频谱的关系
信号的脉冲宽度相同而周期不同时，其频谱变化情形
图3.19 信号周期与频谱的关系
周期信号的复数形式频谱的特点
(1)
Cn
1 An 2
(2) 双边谱，即
n 1 n
n n sin c sin c 0 T T T 2

（3.38）
根据式（3.25）可得到周期矩形脉冲信号的傅里叶级数展开式为

信号与系统第一至三章讲义

By yljy52725一、绪论1、明确信号、系统1）信号：信息的载体，实际通过信号进行信息的传递，常见于电类和非电类2）系统：信号的产生及传输、处理需要一定的物理装置，该装置即为系统（若干个相互关联的整体）2、信号处理：对信号进行某种变换或加工，其目的是消除信号中多余内容、滤除噪声干扰、使得信号便于研究其特性及还原。

3、信号传输：1)通信的目的为了信号的传输；2）信号的传输方式：声、光、电（弱电、电磁波）；4、信号的表示：时间函数、信号波形；*区别连续信号（函数的自变量取值连续，信号的值域可以不连续）和离散信号（信号的自变量取值离散）的概念（通常自变量只为时间t），并且对于连续信号和离散信号会用数学方式表示（连续函数、不同取值点的函数）5、区别模拟信号（时间、幅值均连续）、抽样信号（时间离散、幅值连续）、数字信号（时间、幅值均离散）（理解模拟信号数字化的过程抽样、量化、编码）6、区别周期信号和非周期信号（会求周期余弦信号的周期T=2pi/w）*周期信号的表示：1）连续型：f(t)=f(t+mT), m=0,+-1,+-2,…2）离散型：f(k)=f(k+mN),m=0,+-1,+-2…7、能量信号、功率信号（连续<t>、离散<k>）1）能量信号的能量有限，功率为0；2）功率信号的功率有限，能量无穷。

*并非所有信号都是功率信号或能量信号8、了解信号有左边信号、右边信号；因果信号、非因果信号*9、典型的确知信号指数信号、余弦信号、复指数信号（理论模型）、抽样信号（钟形信号）Sa(t) 1）指数信号：f(t)=Ke ata = 0; 直流信号；a>0;指数增长；a<0;指数衰减通常将1/|a|作为指数信号的时间常数，记作τ2）余弦信号：f(t)=Ksin(wt+θ)振幅、周期、频率、角频率、相位（初相位θ）3）抽样信号：Sa(t)=sint/t*10、信号的基本运算1）信号之间的和、差、积（对应位置的取值进行相应的运算）2）平移、反转（针对于信号的时域变换）3）尺度变换（展缩）（针对于信号的时域变换，对于信号的幅度不作任何变化）f(t) f(at)：当a>1时，信号时域压缩；当a<1时，信号扩展*一般对于离散信号而言尺度变换并不常用，由于离散信号只在时间的具体位置有意义，若对其进行尺度变换可能会会使得原始信号丢失。

数字信号处理第三章习题作业答案

1 e 当 k 2, 4, 6,... 时，X 1 (k ) 0

序列3:
x3 (n) x1 (n) x1 (n 4)
根据序列移位性质可知
X 3 (k ) X1 ( k ) e j k X1 ( k ) (1 e j k )
即 x(n) 是以 n 0 对称轴的奇对称
故这三个序列都不满足这个条件
（3）由于是8点周期序列，其DFS:
nk X (k ) x(n )WN x (n )e n 0 n 0 N 1 7 j 2 nk 8
序列1:
X 1 (k ) e
n 0
3
y 解: 序列 x(n) 的点数为 N1 6 ， (n) 的点数为 N 2 15，故 x(n) y (n) 的点数应为
N N1 N 2 1 20
是线性卷积以15为周期周期延拓后取主值序列 19( N 1) 0
15 ( L)
又 f (n) 为 x(n) 与 y (n) 的15点的圆周卷积，即L＝15。
第三章习题讲解
n 1, 0 n 4 h(n) R4 (n 2) 3．设 x(n) 其他n 0, h 令 x(n) x((n))6 ， ( n) h((n)) 6 ，
试求 x(n) 与 h (n) 的周期卷积并作图。
解：
y ( n ) x ( m )h ( n m )
4 ( L N 1)
15 ( L)
34 ( L N 1)
混叠点数为N－L＝20－15＝5 n 0 ~ n 4( N L 1) 故 f (n)中只有 n 5到 n 14的点对应于 x(n) y (n)

数字信号处理课后答案+第3章(高西全丁美玉第三版)

N −1 n =0 N −1 − j 2 π kn e N n =0 −j −j 2π kN N 2π kN N
X (k ) =
∑
kn 1 ⋅ WN
=
∑
=
1− e 1− e
N k = 0 = 0 k = 1, 2, ⋯, N − 1
（2） X (k ) = ∑ δ(n)W
n =0
N −1
kn N
（10）解法一
X (k ) =
∑
n =0
N −1 kn nW N
k = 0, 1, ⋯ , N − 1
上式直接计算较难，可根据循环移位性质来求解X(k)。因为x(n)=nRN(n)，所以 x(n)－x((n－1))NRN(n)+Nδ(n)=RN(n) 等式两边进行DFT，得到 X(k)－X(k)WkN+N=Nδ(k)
j
2π mn N ,
0<m< N

2π x(n) = cos mn , 0 < m < N N
(7) (8) (9)
x(n)=ejω0nRN(n) x(n)=sin(ω0n)RN(n) x(n)=cos(ω0n)RN(N)
(10) x(n)=nRN(n) 解： (1)
H (k ) = ∑ ∑ x((n′ + lN )) N e
l =0 n′=0
m −1 N −1
−j
2π( n′+lN ) k rN
2π 2π −j n′k − j lk N −1 k r −1 − j 2π lk ′)e mN e m = X ∑ e m = ∑ ∑ x(n l =0 n′=0 r l =0 m −1

数字信号处理考试问题与答案

第1章引言1、数字信号处理的含义？数字信号处理--Digital Signal Processing 采用数字技术的方式进行信号处理。

将信号转化为数字信号，利用数字系统进行处理。

2、什么是信号？信号主要采用什么方式表达？传递信息的载体：进行变化的物理量；与日常生活密切相关：语言、音乐、图片、影视模拟信号的表达：在电子技术中，通过传感器将信号转化为随时间连续变化的电压：模拟电压信号数字信号的表达：对模拟电压进行等间隔测量，将各测量值采用有限精度的数值表达，体现为顺序排布的数字序列。

3 、什么是模拟信号？什么是数字信号？信号在时间和数值上都是连续变化的信号称为模拟信号.模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息，其信号的幅度，或频率，或相位随时间作连续变化数字信号指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。

时间和幅度上都是离散(量化)的信号。

二进制码就是一种数字信号。

二进制码受噪声的影响小，易于有数字电路进行处理，所以得到了广泛的应用。

4 、数字信号具有什么特点？信号采用抽象数字序列表达，与物理量没有直接关系，在传输、保存和处理过程中，信号精度不受环境因素影响，抗干扰性强。

信号采用数字序列表达后，对模拟信号难以进行的很多处理能够方便地实现，例如：大规模长时间的信号存储、对信号的乘法调制和各种编码调制、信号的时间顺序处理、信号的时间压缩/扩张、复杂标准信号的产生。

5 、数字信号处理具有什么意义？数字信号处理是研究如何用数字或符号序列来表示信号以及对这些序列作处理的一门学科。

它具有精度高、可靠性高、灵活性、便于大规模集成化等特点。

6 、列举一些在生活中常见的数字技术的应用。

商业摄影领域；录音电话机；数码相机；数字电视；MP3播放器等等。

第2章信号的数字化1、信号数字化需要经过哪些基本步骤？信号数字化可以分为三步：1）等距采样，实现信号离散化；2）数值量化，用有限精度表达采样值；3） AD 转换，对量化值进行二进制编码。

现代数字信号处理(第1章)

的过去样本值以及最近的将来样本值的平均。 (e) 在时刻n，这个系统选择三个输入样本x(n－1)、x(n) 和x(n+1)中的中值作为它的输出。因此，该系统对输入信号 x(n)的响应为
y(n) 0, 2, 2,1,1,1,2,2,0,0,0,

(f) 这个系统基本上是一个累加器，用来计算在当前时刻以前的所有输入值的连续和，该系统对给定输入的响应为
第1章基础理论
图 1.3 离散时间系统的结构图表示
第1章基础理论
1.2.4 系统的输入－输出描述
离散时间系统的输入－输出描述由数学表达式或规则组成，它明确地定义了输入和输出信号的关系(输入－输出关系)。系统的准确内部结构是未知的或者被忽略，因此，与系统交互的唯一方法就是利用它的输入和输出终端(即对用户来说，系统假定为一个黑匣子)。为了反映这个观点，我们使用图 1.3描述的图形表示，以及式(1.2.9)中的一般输入－输出关系式或者等价的符号：
拟信号。如果t仅在时间轴的离散点上取值，那么称其为离
散时间信号，记为x(n)。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1章基础理论
x(n)在时间上是离散的，其幅度可以在某一个范围内连
续取值。但是目前的信号处理装置是以计算机或专用信号处理芯片来实现的，它们都以有限的位数来表示幅度，因此，其幅度也要量化，即取离散值。在时间和幅度上都取离散值的信号称为数字信号。
第1章基础理论
第1章
1.1 概述
基础理论
1.2 离散时间信号与系统 1.3 信号抽样、量化和编码 1.4 基本的信号变换方法
第1章基础理论
1.1 概述
1.1.1 信号

信号的运算与处理 (2)

调相（PM）
要点一
总结词
调相是一种通过改变信号相位以携带信息的方式。
要点二
详细描述
在调相中，载波信号的相位根据要传输的信息信号而变化。相位变化的载波信号携带了信息，并在信道中传输。在接收端，通过比较载波信号的相位与原始相位，可以提取出信息信号。
04
信号的变换域处理
傅立叶变换
傅立叶变换是信号处理中最常用的工具之一，它可以将时域信号转换为频域信号，从而揭示信号的频率成分。
减法运算
总结词
信号的减法运算是指将一个信号在时间域上对应点的值减去另一个信号在相应点的值，得到一个新的信号。
详细描述
减法运算是信号处理中常用的数学运算之一。通过从一个信号中减去另一个信号，可以得到一个新的信号。这种运算在消除噪声、提取特定成分等场景中非常有用。
乘法运算
总结词
信号的乘法运算是指将两个信号在时间域上对应点的值相乘，得到一个新的信号。
陷波滤波器
总结词
陷波滤波器主要用于消除特定频率的信号，通常用于消除干扰或噪声。
详细描述
陷波滤波器对特定频率的信号产生强烈的衰减，从而实现消除该频率噪声的目的。在通信和声音处理中，陷波滤波器用于消除不需要的频率成分，如电磁干扰或机械振动产生
的噪声。
03
信号的调制与解调
调幅（AM）
总结词
调幅是一种通过改变信号幅度以携带信息的方式。
傅立叶变换具有多种形式，包括离散傅立叶变换（DFT）和快速傅立叶变换（FFT）。
傅立叶变换在通信、图像处理、音频处理等领域有着广泛的应用。
拉普拉斯变换
拉普拉斯变换是一种将时域信号转换为复平面上的函数的方法，它可以用于分析信号的稳定性。

现代医学电子仪器原理与设计复习指导(含答案)

现代医学电子仪器原理与设计复习指导(含答案)第一章医学仪器概述1.依据检测和处理信号的方法不同，医学仪器的工作方式分为：（直接）和间接、（实时）和延时、间断和连续、模拟和（数字）。

2.依据医学仪器的用途不同，医学仪器通常分为：（诊断）用仪器，如生物电诊断与监护、生理功能诊断与监护、人体组织成分的电子分析、人体组织结构形态影像诊断；（理疗）用仪器，如电疗、光疗、磁疗与超声波治疗.3.（生理系统的建模与仿真）方法，即是为了研究、分析生理系统而建立的一个与真实系统具有某种相似性的模型，然后利用这一模型对生理系统进行一系列实验，这种在模型上进行实验的过程就称为系统仿真。

4.（建模）是医学仪器设计的第一步和关键，是对生命对象进行科学定量描述的产物。

5.建模关系即模型的（有效性）度量主要包括：复制有效，在系统输入与输出上认识系统；预测有效，对系统内部状态及总体结构认识清楚；结构有效，内部状态、总体结构及分解结构均有了解等三个层次。

6.广义而言，生理系统的模型不仅包括人造的物理或（数学）的模型，也应包括动物模型。

7.（建模）即建立一个在某一特定方面与真实系统具有相似性的系统，真实系统称为原型，而这种相似性的系统就称为该原型系统的模型。

8.模型的建立蕴含的三层意思即（理想化）、（抽象化）和（简单化）9.模型可分为（数学模型）（物理模型）和（描述模型）三种.10.按照真实系统的性质而构造的实体模型即（物理模型）。

对生理系统而言，其物理模型通常是由非生物物质构成的，根据其与原型相似的形式可分为如下四种类型：（几何相似模型）、（力学相似模型）（生理特性相似模型）（等效电路模型）。

11.所谓（数学）模型，就是用数学表达式来描述事物的数学特性，它不像物理模型那样追求与客观事物的几何结构或物理结构的相似性，但可较好地刻划系统内在的数量联系，从而可定量地探求系统的运转规律。

13.建立生理系统数学模型的方法主要有（黑箱方法）、（推导方法）两种。

信号处理-习题（答案）

信号处理-习题（答案）数字信号处理习题解答第二章数据采集技术基础2.1 有一个理想采样系统，其采样角频率Ωs =6π，采样后经理想低通滤波器H a (j Ω)还原，其中≥Ω<Ω=Ωππ30321)(，，j H a 现有两个输入，x 1(t )=cos2πt ，x 2(t )=cos5πt 。

试问输出信号y 1(t )，y 2(t )有无失真？为什么？分析：要想时域采样后能不失真地还原出原信号，则采样角频率Ωs 必须大于等于信号谱最高角频率Ωh 的2倍，即满足Ωs ≥2Ωh 。

解：已知采样角频率Ωs =6π，则由香农采样定理，可得因为x 1(t )=cos2πt ，而频谱中最高角频率πππ32621=<=Ωh ，所以y 1(t )无失真；因为x 2(t )=cos5πt ，而频谱中最高角频率πππ32652=>=Ωh ，所以y 2(t )失真。

2.2 设模拟信号x (t )=3cos2000πt +5sin6000πt +10cos12000πt ，求：（1）该信号的最小采样频率；（2）若采样频率f s =5000Hz ，其采样后的输出信号；分析：利用信号的采样定理及采样公式来求解。

○1采样定理采样后信号不失真的条件为：信号的采样频率f s 不小于其最高频率f m 的两倍，即f s ≥2f m○2采样公式 )()()(s nT t nT x t x n x s===解：（1）在模拟信号中含有的频率成分是f 1=1000Hz ，f 2=3000Hz ，f 3=6000Hz∴信号的最高频率f m =6000Hz由采样定理f s ≥2f m ，得信号的最小采样频率f s =2f m =12kHz （2）由于采样频率f s =5kHz ，则采样后的输出信号-???? ????? ??=?+???? ????? ??-???? ????? ??=????++???? ????? ??-+???? ????? ??=?+???? ????? ??+???? ????? ??=???====n n n n n n n n n n n f n x nT x t x n x s s nT t s522sin 5512cos 13512cos 10522sin 5512cos 35112cos 105212sin 5512cos 3562cos 10532sin 5512cos 3)()()(πππππππππππ 说明：由上式可见，采样后的信号中只出现1kHz 和2kHz 的频率成分，即kHzf f f kHzf f f ss 25000200052150001000512211======，，若由理想内插函数将此采样信号恢复成模拟信号，则恢复后的模拟信号()()t t t f t f t y ππππ4000sin 52000cos 132sin 52cos 13)(21-=-=可见，恢复后的模拟信号y (t ) 不同于原模拟信号x (t )，存在失真，这是由于采样频率不满足采样定理的要求，而产生混叠的结果。

信号分析与处理

信号分析与处理第一章绪论：测试信号分析与处理的主要内容、应用；信号的分类，信号分析与信号处理、测试信号的描述，信号与系统。

测试技术的目的是信息获取、处理和利用。

测试过程是针对被测对象的特点，利用相应传感器，将被测物理量转变为电信号，然后，按一定的目的对信号进行分析和处理，从而探明被测对象内在规律的过程。

信号分析与处理是测试技术的重要研究内容。

信号分析与处理技术可以分成模拟信号分析与处理和数字信号分析与处理技术。

一切物体运动和状态的变化，都是一种信号，传递不同的信息。

信号常常表示为时间的函数，函数表示和图形表示信号。

信号是信息的载体，但信号不是信息，只有对信号进行分析和处理后，才能从信号中提取信息。

信号可以分为确定信号与随机信号；周期信号与非周期信号；连续时间信号与离散时间信号；能量信号与功率信号；奇异信号周期信号无穷的含义，连续信号、模拟信号、量化信号，抽样信号、数字信号在频域里进行信号的频谱分析是信号分析中一种最基本的方法：将频率作为信号的自变量，在频域里进行信号的频谱分析; 信号分析是研究信号本身的特征，信号处理是对信号进行某种运算。

信号处理包括时域处理和频域处理。

时域处理中最典型的是波形分析，滤波是信号分析中的重要研究内容；测试信号是指被测对象的运动或状态信息，表示测试信号可以用数学表达式、图形、图表等进行描述。

常用基本信号（函数）复指数信号、抽样函数、单位阶跃函数单位、冲激函数（抽样特性和偶函数）序列、单位阶跃序列、斜变序列、正弦序列、复指数序列。

离散序列用图形、数列表示，常见序列单位抽样系统是指由一些相互联系、相互制约的事物组成的具有某种功能的整体。

被测系统和测试系统统称为系统。

输入信号和输出信号统称为测试信号。

系统分为连续时间系统和离散时间系统。

系统的主要性质包括线性和非线性，记忆性和无记忆性，因果系统和非因果系统，时不变系统和时变系统，稳定系统和非稳定系统。

第二章连续时间信号分析：周期信号分析（傅立叶级数展开）非周期信号的傅立叶变换、周期信号的傅立叶变换、采样信号分析（从连续开始引入到离散）。

现代信号处理思考题(含问题详解)

第一章绪论1、试举例说明信号与信息这两个概念的区别与联系。

信息反映了一个物理系统的状态或特性，是自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的物质和事物的属性。

信号是传载信息的物理量是信息的表现形式，如文字、语言、图像等。

如人们常用qq 聊天，即是用文字形式的信号将所要表达的信息传递给别人。

2、什么是信号的正交分解？如何理解正交分解在机械故障诊断中的重要价值？P9正交函数的定义信号的正交分解如傅里叶变换、小波分解等，即将信号分解成多个独立的相互正交的信号的叠加。

从而将信号独立的分解到不同空间中去，通常指滤波器频域内正交以便于故障分析和故障特征的提取。

傅里叶变换将信号分解成各个正交的傅里叶级数，将信号从时域转换到频域从而得到信号中的各个信号的频率。

正交小波变换能够将任意信号（平稳或非平稳）分解到各自独立的频带中；正交性保证了这些独立频带中状态信息无冗余、无疏漏，排除了干扰，浓缩了了动态分析与监测诊断的信息。

3、为什么要从内积变换的角度来认识常见的几种信号处理方法？如何选择合适的信号处理方法？在信号处理各种运算中内积变换发挥了重要作用。

内积变换可视为信号与基函数关系紧密程度或相似性的一种度量。

对于平稳信号，是利用傅里叶变换将信号从时域变为频域函数实现的方式是信号函数x （t ）与基函数i t e ω 通过内积运算。

匹配出信号x （t ）中圆频率为w 的正弦波.而非平稳信号一般会用快速傅里叶变换、离散小波变换、连续小波变换等这些小波变换的内积变换内积运算旨在探求信号x （t ）中包含与小波基函数最相关或最相似的分量。

“特征波形基函数信号分解”旨在灵活运用小波基函数去更好地处理信号、提取故障特征。

用特定的基函数分解信号是为了获得具有不同物理意义的分类信息。

不同类型的机械故障会在动态信号中反应出不同的特征波形，如旋转机械失衡振动的波形与正弦波形有关，内燃机爆燃振动波形是具有钟形包络的高频波；齿轮轴承等机械零部件出现剥落。