工程信號處理實驗報告記錄

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1、工程信號處理實驗報告記錄————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：3重慶大學學生實驗報告實驗課程名稱工程信號處理實驗開課實驗室xxxxx學院機械工程學院年級xxxx專業(yè)班xxxx班學生姓名xxxx學號xxxx開課時間xx至xx學年第xx學期總成績教師簽名機械工程學院制3《工程信號處理》實驗報告開課實驗室：xxxxxx時間：xxxxxx學院機械工程學院年級、專業(yè)、班xxxxx姓名xxx成績課程名稱工程信號處理實驗實驗項目名稱工程信號處

2、理實驗指導教師xxxx教師評語教師簽名：年月日一、實驗目的1.數(shù)據(jù)采集與波形顯示1）加深對A/D轉(zhuǎn)換原理及采樣定理的理解；2）掌握幾種常用的采樣觸發(fā)方式；3）掌握采樣參數(shù)的選擇方法；4）學習信號采集程序的編制。2.時域、幅值域及時差域幅分析1）學習信號的時域波形分析，數(shù)據(jù)統(tǒng)計特征值的計算方法；2）了解信號的概率密度函數(shù)及其應用；3）了解信號的相關函數(shù)的性質(zhì)及其應用。3.頻譜分析1）學習信號頻譜的分析方法，加深對信號頻譜概念的理解；2）學會用FFT分析儀對信號進行頻譜分析。4.傳遞相干分析1）掌握系統(tǒng)傳遞函數(shù)的測定方法及其估算方法

3、；2）掌握傳遞函數(shù)的多種表現(xiàn)形式及其應用；3）掌握相干函數(shù)計算方法及其應用。5.小波分析實驗1）理解小波變換的變焦特性或多分辨特性（俗稱“數(shù)學顯微鏡”特性）；2）通過方波信號、變頻信號和疊加信號等幾種特殊信號的連續(xù)小波變換、小波分解（離散小波變換）和小波包分解的結果，了解小波分析的原理；3）了解不同母小波對連續(xù)小波變換、小波分解和小波包分解結果的影響，認識小波分析有許多小波基可供選擇的特點；4）了解正交小波、半正交小波、雙正交小波和非正交小波的小波分解和重構；5）了解小波分解和小波包分解識別微弱奇異信號的能力。二、實驗原理1.數(shù)

4、據(jù)采集與波形顯示1-10-）模數(shù)轉(zhuǎn)換及其控制：對模擬信號進行采集，就是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，即模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，然后送入計算機或?qū)Ｓ迷O備進行處理。模數(shù)轉(zhuǎn)換包括三個步驟：（1）采樣，（2）量化，（3）編碼。在信號采集系統(tǒng)中，A/D轉(zhuǎn)換器與計算機聯(lián)合使用完成模數(shù)轉(zhuǎn)換。2）信號采集的參數(shù)包括采樣頻率、采樣點數(shù)、信號記錄長度和觸發(fā)方式選擇。其中，采樣頻率最小必須大于或等于信號中最高頻率的2倍，在實際分析中，一般取=(5-10)。每一段樣本的長度為T=N-（1/）。2.時域、幅值域及時差域幅分析1）均值：均值表示集合平均值或數(shù)學期

5、望值，用表示。，均值表達了信號變化的中心趨勢，稱之為直流分量。2）均方值：信號的均方值，或稱為平均功率，其表達式為，稱為均方根值。3）方差：信號的方差定義為4）信號的概率密度函數(shù)是表示信號幅值落在指定區(qū)間內(nèi)的概率，定義為5）互相關函數(shù)：自相關函數(shù)：3.頻譜分析對一平穩(wěn)信號x(t)的傅立葉變換為。1）幅值譜分析：幅值譜幅值對數(shù)譜；2）自功率譜密度函數(shù)分析：自功率譜密度函數(shù)定義為；3）頻譜細化分析(復調(diào)制細化)：復調(diào)制分析的原理基于傅立葉變換的頻移特性，，原先的頻譜變?yōu)榱泐l，原附近的較高頻率的譜分量變?yōu)榈皖l成分；4）解調(diào)（包絡）分析

6、（希爾伯特解調(diào)）：信號的希爾伯特變換定義為解析信號定義為：，因此窄帶信號的包絡函數(shù)為：。4.傳遞相干分析1）傳遞函數(shù):傳遞函數(shù)表示電氣系統(tǒng)或結構物的振動傳遞系統(tǒng)等的輸入和輸出間的關系，用輸出的傅里葉頻譜與輸入的傅里葉頻譜-10-之比表示。傳遞函數(shù)用增益特性和相位特性表示。2）相干函數(shù):相干函數(shù)定義為，可以證明：可以判明輸出與輸入的關系。5.小波分析實驗由基小波的定義立即可得出。并且基小波在無窮遠處趨于零，且衰減速度足夠快。特別地，如果具有緊支集（所謂緊支集，就是函數(shù)很快削減到0），效果將更理想。因為用這樣的基小波對信號分解，可同

7、時在時頻域上做到局部分，一般地記小波函數(shù)族為：。小波變換具有多分辨率分析的特點，在時域和頻域都有表征信號局部信息的能力，在一般情況下，在低頻部分(信號較平穩(wěn))可以采用較低的時間分辨率，而提高頻率的分辨率，在高頻情況下(頻率變化不大)可以用較低的頻率分辨率來換取精確的時間定位。三使用儀器、材料1.數(shù)據(jù)采集與波形顯示1）信號發(fā)生器2）測試傳感器與預處理器3）數(shù)據(jù)采集器4）數(shù)據(jù)采集與波形顯示軟件（數(shù)字存儲器）5）計算機2.時域、幅值域及時差域幅分析1）測試傳感器2）信號調(diào)理模塊3）A/D采樣模塊4）數(shù)據(jù)采集與波形顯示軟件(動態(tài)信號分析

8、儀）5)計算機3.頻譜分析1）測試傳感器2）信號調(diào)理模塊3）A/D采樣模塊4）數(shù)據(jù)采集與波形顯示軟件(動態(tài)信號分析儀）5)計算機4.傳遞相干分析1）測試傳感器2）模數(shù)轉(zhuǎn)換器3）信號調(diào)理模塊4）數(shù)據(jù)采集與波形顯示軟件(傳遞函數(shù)分析儀）5)計算機5.小波分析實驗1）