測試信號分析與處理

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1、“測試信號分析”課程思考題1.信號分析與信號處理的內(nèi)容和任務是什么？信號分析就是將一復雜信號分解為若干簡單信號分量的疊加，并以這些分量的組成情況去考察信號的特性。信號處理是指對信號進行某種變換或運算（如濾波、變換、增強、壓縮、估計、識別等）。廣義的信號處理可把信號分析也包括在內(nèi)。信號處理包括時域和頻域的處理，時域處理中最典型的是波形分析。信號處理另一個重要內(nèi)容是濾波，將信號中感興趣的部分（有效信號）提取出來，抑制（削弱或濾波）不感興趣的部分（干擾或噪聲）。2.簡要說明什么是模擬信號處理系統(tǒng)，什么是數(shù)字信號處理系統(tǒng)？系統(tǒng)的輸入輸出信號都是模擬信號的處理系統(tǒng)，稱為模擬信號處理系統(tǒng)。系統(tǒng)的輸

2、入輸出信號都是數(shù)字信號的處理系統(tǒng)，稱為數(shù)字信號處理系統(tǒng)。3.離散信號的表示方法是什么？離散信號變量的物理概念是什么？離散時間信號常用序列x（n）來表示，其中n為整數(shù)，表示序號。序列就是按一定次序排列的一組數(shù)，可用函數(shù)、數(shù)列、圖形表示。離散信號變量代表的是離散的時間，即采集間隔的幾倍。4.周期序列與非周期序列是如何定義的？試舉一周期序列的例子。具有形式的序列稱為周期序列，其他形式的稱為非周期序列。例如：正弦序列（當為非無理數(shù)時）5.根據(jù)傅里葉變換性質，當將磁帶慢錄快放將產(chǎn)生什么樣的聲音效果？根據(jù)傅立葉變換的時間長度變化性質，磁帶快放相當于信號在時域中的時間函數(shù)壓縮了N倍，則它在頻域中的頻

3、域函數(shù)就擴展N倍。因此聲音失真。6.討論周期為的矩形脈沖信號與它一個周期內(nèi)的信號的傅里葉變換間的關系。根據(jù)時域采樣定理說明采樣過程中如何減小信號失真。周期矩形脈沖信號的傅立葉級數(shù)的系數(shù)等于其單位脈沖信號的傅立葉變換后（w）在頻率點的值乘以。連續(xù)信號必須是帶限信號，采樣頻率必須大于或等于信號所具有的最高頻率的2倍，即。7.簡要說明模擬信號、量化信號和數(shù)字信號三者之間的不同。幅值是連續(xù)的連續(xù)信號稱為模擬信號。幅值是離散的連續(xù)信號稱為量化信號。在幅值和時間上都是離散的稱為數(shù)字信號。7.產(chǎn)生混疊效應、柵欄效應、頻譜泄漏的原因是什么？頻域混疊效應是由于時域的離散化引起的，當時，產(chǎn)生頻域的混疊現(xiàn)象

4、。柵欄效應是由于頻域的離散化引起的，使得在頻譜抽樣間隔之間的頻譜無法反映出來，是不可避免的。頻譜泄漏又稱截斷誤差，把無限長的信號限定為有限長，即令有限區(qū)間外的函數(shù)值均為零引起的。8.序列的傅立葉變換有什么特點，它與離散系統(tǒng)頻率特性分析有什么關系？特點在于它是Ω的連續(xù)周期函數(shù)，其周期為。離散系統(tǒng)頻率特性分析是對有限長序列進行傅立葉變換。9.分別寫出模擬周期信號、模擬非周期信號、離散周期序列和離散非周期序列的傅立葉變換對形式，并比較其頻域函數(shù)的不同點。模擬周期信號的傅立葉變換對的模。（非周期離散）模擬非周期信號的傅立葉變換對的模。（非周期連續(xù)）離散周期序列或的傅立葉變換對或的模。（周期離散

5、）離散非周期序列或的傅立葉變換對或的模。（周期離散）10.解釋周期信號頻譜(幅度譜與相位譜)和復數(shù)頻譜(復數(shù)幅度譜與復數(shù)相位譜)的含義及其不同之處。復數(shù)頻譜中負頻率的出現(xiàn)有無物理意義?三角函數(shù)形式的傅立葉級數(shù)中，幅度隨角頻率的變化稱為幅度譜，相位隨角頻率的變化稱為相位譜。指數(shù)函數(shù)形式的傅立葉級數(shù)中，幅度隨角頻率的變化稱為復數(shù)幅度譜，相位隨角頻率的變化稱為復數(shù)相位譜。它們只是表達形式不同，實質上是屬于同一性質的級數(shù)。在實際工作中，只有把正頻率項與相應的負頻率項成對合并起來，才是實際的頻譜函數(shù)。7.敘述周期信號頻譜的基本性質并討論函數(shù)的對稱性(偶函數(shù)、奇函數(shù))與傅里葉系數(shù)的關系。周期信號頻

6、譜具有線性、延時性、頻移特性、對稱性、奇偶虛實性、微分特性、積分特性、時域和頻域卷積定理等基本性質。當周期信號是時間t的偶函數(shù)時，=0。當周期信號是時間t的奇函數(shù)時，=0。根據(jù)周期信號的對稱性與傅立葉關系，可使傅立葉系數(shù)的計算量大大減小，也可以確定信號所含頻率分量中的類別，繪制波形圖。8.什么叫帶限信號和“頻率混迭”？筒述時域采樣定理，并從物理概念上進行解釋。如果連續(xù)時間信號的頻帶有上限，則稱此信號為帶限信號。周期延拓的頻譜在各頻譜分量有相互重疊的部分，頻譜疊加后，則在帶限內(nèi)的頻譜與原有頻譜不同，這種頻譜重疊的現(xiàn)象稱為“頻率混迭”。時域采樣定理：連續(xù)信號必須是帶限信號，采樣頻率必須大于

7、或等于信號所具有最高頻率的兩倍，即。采樣后的頻率相當于將原來的采樣信號的頻率平移至各倍頻處，如果平移距離過小，平移后的頻譜就會有部分互相交疊，從而使新合成的頻譜與原頻譜不一致，因此無法準確的恢復時域信號，這種信號稱為混疊。9.什么是周期序列？表達式與的含義是什么？形如的序列稱為周期序列。表示是原序列經(jīng)過以N為周期的周期延拓得到的。說明在單位圓上的N點等間隔采樣。10.什么是DFS？DFS與Z變換之間的關系是什么？DFS離散傅立葉級數(shù)。也是離散周