第一章信号及其描述
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工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
二、信号的时域描述 和频域描述
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述 信号的描述是指借助数学工具从不同方
面表示信号的特征。
x(t)
t
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
➢信号的时域描述：以时间为独立变量表示
确定性信号又可分为周期信号和非周期信号。
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
1、周期信号
按一定时间间隔周而复始重复出现的信号。
x（t）=x（t+nTo）（n=1、2、3…） T0——周期 例如： 正弦信号x（t）=A0sin2πf0t是简单周期信号。
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述 周期信号又可分为简单周期信号和复杂周期信号。
工程测试与信息处理
第一章 信号及其描述
第一节 信号的分类与描述
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
一、信号的分类
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
周期信号 确定性信号
非周期信号
正、余弦周期信号
复杂周期信号 准周期信号
瞬变非周期信号
（Transient signals）
工程测试与信息处理
工程测试与信息处理
工学院 刘洁
2013.09.02 ～ 2013.11.06 工程测试与信息处理
工程测试与信息处理
工学院 刘洁
2015.09.07 ～ 2015.12.09 工程测试与信息处理
绪论
测试、测量系统及其用途 测试技术发展概况 测量的基础知识
工程测试与信息处理
参考书目
[1] 熊诗波，黄长艺．机械工程测试技术基础（普通高等教育“十五”国 家级规划教材）．机械工业出版社，2006.
[2] 黄长艺，严普强．机械工程测试技术基础（普通高等学校机电类规划 教材）．机械工业出版社，2001.
[3] 黄长艺，卢文祥，熊诗波．机械工程测量与试验技术．北京：机械工 业出版社，2000.
[4] 贾民平，张洪亭，周剑英．测试技术．北京：高等教育出版社，2001. [5] 刘经燕．测试技术及应用．广州：华南理工大学出版社，2001. [6] 曾光奇，胡均安．工程测试技术基础．武汉：华中科技大学出版社，
2002. [7] 陈花玲．机械工程测试技术．北京：机械工业出版社，2002. [8] ni.com/china/lab view
工程测试与信息处理
教学计划
课时：理论课40学时，实验课8学时 考核：作业，实践能力与实验报告，课程考试 成绩：平时作业+实验成绩+课程论文（40％），
期末考试（60%） 答疑：课后；实验课；周五下午B507
第一节 信号的分类与描述
若W→∞，但它在有限区间（t1、t2）的平均
功率
1 t2 t1
t2 x2 (t )dt 是有限的，
t1
则称x（t）为功率信号，如直流信号、周期信号
和随机信号。由于它们在区间（－∞、+∞）内能
量是无限的，在这种情况下，从功率的角度来研
究信号更为合适。
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述 一般持续时间无限的信号都属于功率信号:
第一章 信号及其描述
测试技术作为一门学科，不仅要将各 种物理量转换成信号，还要运用数学工具 对信号加以分析研究。只有深入了解信号 的各种特性才能明确对测试系统及其各环 节的要求，提高测试质量。
工程测试与信息处理
第一章 信号及其描述
重点：信号的时域和频域的描述方法， 建立信号频谱结构的概念；
难点：用傅里叶级数或用傅里叶变换 求频谱。
不能准确预测其未来瞬时值，无法用数学 关系式来描述。
借助概率统计的方法，可以找出其统计特 征，如随机振动、环境噪声。
工程测试与信息处理
工程测试技术与信息处理 第 1 章
噪声信号(平稳)
噪声信号(非平稳)
统计特性变异
工程测试与信息处理
第一节 信Βιβλιοθήκη Baidu的分类与描述
（二）、连续信号和离散信号
连续信号： 信号数学式中的独立变量取值是连续的。
成，其频率比
1
2
1
2 不是有理数，不成
谐波关系，x（t）不再呈现周期性。
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
2.2、瞬变非周期信号：
在一定时间区间存在，或随时间的增长而衰减 至零的信号。
F
x（t）
σ
t
锤子敲击力
衰减振动
t t
缆绳断裂
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
随机信号（非确定性信号）：
第一节 信号的分类与描述
各态历经
(Ergodic process）
平稳随机信号
非确定性信号 (随机信号)
(Random signals)
非各态历经 非平稳随机信号
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
（一）、确定性信号与随机信号
确定性信号：可以表示为一个确定的数学关系式， 因而可确定其任何时刻的量值。
lim
W
T / 2 x2 (t )dt
T T / 2
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
定义信号x（t）在上述时间间隔内的平均 功率：
P lim 1 T / 2 x2 (t )dt
T T T / 2
若0＜W＜∞，则称x（t）为能量信号， 如矩形脉冲、衰减指数信号等。
工程测试与信息处理
离散信号： 独立变量取值是离散的。
模拟信号： 独立变量和幅值均取连续值。
数字信号： 离散信号的幅值是离散的。
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
（三）、能量信号和功率信号
从电流和电压通过电阻时使其发热，可知电信号 是携带能量的。其实，声、光、力信号也都携带能量。 人们依据电能量和电功率的计算公式，定义信号x（t） 的能量。
简单周期信号
复杂周期信号
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
2、非周期信号
将确定性信号中那些不具有周期重复 性的信号称为非周期信号。又分为准周期 和瞬变信号。
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
2.1、准周期信号：
由有限个周期信号合成，但各周期之间无
法找到公共周期。
如 x(t) sin t sin 2t 是两个正弦信号合
课堂要求：有问题随时举手；出入保持安静 授课教师： 刘洁 工学院 B507
电话：15527826128 Email: liujie@mail.hzau.edu.cn http://cet.hzau.edu.cn/Team_Cons.asp?id=63
工程测试与信息处理
第一章
信号及其描述
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
二、信号的时域描述 和频域描述
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述 信号的描述是指借助数学工具从不同方
面表示信号的特征。
x(t)
t
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
➢信号的时域描述：以时间为独立变量表示
确定性信号又可分为周期信号和非周期信号。
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
1、周期信号
按一定时间间隔周而复始重复出现的信号。
x（t）=x（t+nTo）（n=1、2、3…） T0——周期 例如： 正弦信号x（t）=A0sin2πf0t是简单周期信号。
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述 周期信号又可分为简单周期信号和复杂周期信号。
工程测试与信息处理
第一章 信号及其描述
第一节 信号的分类与描述
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
一、信号的分类
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
周期信号 确定性信号
非周期信号
正、余弦周期信号
复杂周期信号 准周期信号
瞬变非周期信号
（Transient signals）
工程测试与信息处理
工程测试与信息处理
工学院 刘洁
2013.09.02 ～ 2013.11.06 工程测试与信息处理
工程测试与信息处理
工学院 刘洁
2015.09.07 ～ 2015.12.09 工程测试与信息处理
绪论
测试、测量系统及其用途 测试技术发展概况 测量的基础知识
工程测试与信息处理
参考书目
[1] 熊诗波，黄长艺．机械工程测试技术基础（普通高等教育“十五”国 家级规划教材）．机械工业出版社，2006.
[2] 黄长艺，严普强．机械工程测试技术基础（普通高等学校机电类规划 教材）．机械工业出版社，2001.
[3] 黄长艺，卢文祥，熊诗波．机械工程测量与试验技术．北京：机械工 业出版社，2000.
[4] 贾民平，张洪亭，周剑英．测试技术．北京：高等教育出版社，2001. [5] 刘经燕．测试技术及应用．广州：华南理工大学出版社，2001. [6] 曾光奇，胡均安．工程测试技术基础．武汉：华中科技大学出版社，
2002. [7] 陈花玲．机械工程测试技术．北京：机械工业出版社，2002. [8] ni.com/china/lab view
工程测试与信息处理
教学计划
课时：理论课40学时，实验课8学时 考核：作业，实践能力与实验报告，课程考试 成绩：平时作业+实验成绩+课程论文（40％），
期末考试（60%） 答疑：课后；实验课；周五下午B507
第一节 信号的分类与描述
若W→∞，但它在有限区间（t1、t2）的平均
功率
1 t2 t1
t2 x2 (t )dt 是有限的，
t1
则称x（t）为功率信号，如直流信号、周期信号
和随机信号。由于它们在区间（－∞、+∞）内能
量是无限的，在这种情况下，从功率的角度来研
究信号更为合适。
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述 一般持续时间无限的信号都属于功率信号:
第一章 信号及其描述
测试技术作为一门学科，不仅要将各 种物理量转换成信号，还要运用数学工具 对信号加以分析研究。只有深入了解信号 的各种特性才能明确对测试系统及其各环 节的要求，提高测试质量。
工程测试与信息处理
第一章 信号及其描述
重点：信号的时域和频域的描述方法， 建立信号频谱结构的概念；
难点：用傅里叶级数或用傅里叶变换 求频谱。
不能准确预测其未来瞬时值，无法用数学 关系式来描述。
借助概率统计的方法，可以找出其统计特 征，如随机振动、环境噪声。
工程测试与信息处理
工程测试技术与信息处理 第 1 章
噪声信号(平稳)
噪声信号(非平稳)
统计特性变异
工程测试与信息处理
第一节 信Βιβλιοθήκη Baidu的分类与描述
（二）、连续信号和离散信号
连续信号： 信号数学式中的独立变量取值是连续的。
成，其频率比
1
2
1
2 不是有理数，不成
谐波关系，x（t）不再呈现周期性。
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
2.2、瞬变非周期信号：
在一定时间区间存在，或随时间的增长而衰减 至零的信号。
F
x（t）
σ
t
锤子敲击力
衰减振动
t t
缆绳断裂
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
随机信号（非确定性信号）：
第一节 信号的分类与描述
各态历经
(Ergodic process）
平稳随机信号
非确定性信号 (随机信号)
(Random signals)
非各态历经 非平稳随机信号
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
（一）、确定性信号与随机信号
确定性信号：可以表示为一个确定的数学关系式， 因而可确定其任何时刻的量值。
lim
W
T / 2 x2 (t )dt
T T / 2
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
定义信号x（t）在上述时间间隔内的平均 功率：
P lim 1 T / 2 x2 (t )dt
T T T / 2
若0＜W＜∞，则称x（t）为能量信号， 如矩形脉冲、衰减指数信号等。
工程测试与信息处理
离散信号： 独立变量取值是离散的。
模拟信号： 独立变量和幅值均取连续值。
数字信号： 离散信号的幅值是离散的。
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
（三）、能量信号和功率信号
从电流和电压通过电阻时使其发热，可知电信号 是携带能量的。其实，声、光、力信号也都携带能量。 人们依据电能量和电功率的计算公式，定义信号x（t） 的能量。
简单周期信号
复杂周期信号
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
2、非周期信号
将确定性信号中那些不具有周期重复 性的信号称为非周期信号。又分为准周期 和瞬变信号。
工程测试与信息处理
第一节 信号的分类与描述
2.1、准周期信号：
由有限个周期信号合成，但各周期之间无
法找到公共周期。
如 x(t) sin t sin 2t 是两个正弦信号合
课堂要求：有问题随时举手；出入保持安静 授课教师： 刘洁 工学院 B507
电话：15527826128 Email: liujie@mail.hzau.edu.cn http://cet.hzau.edu.cn/Team_Cons.asp?id=63
工程测试与信息处理
第一章
信号及其描述
工程测试与信息处理