信号与系统抽样定理课件.ppt

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1、 x,Fs,Bits=wavread(myhreat);play(x)Fs=22,050; Bits=161. 什 么 是 信 号 抽 样 kTttxkx )( 1. 什 么 是 信 号 抽 样 2. 为 什 么 进 行 信 号 抽 样离 散系 统A/D D/A输 入x(t) xk yk 输 出y(t)用 数 字 方 式 处 理 模 拟 信 号(1) 信 号 稳 定 性 好 : 数 据 用 二 进 制 表 示 ， 受 外 界 影 响 小 。(4) 系 统 精 度 高 : 可 通 过 增 加 字 长 提 高 系 统 的 精 度 。 (5) 系 统 灵 活 性 强 : 改 变 系 统 的 系 数

2、使 系 统 完 成 不 同 功 能 。(2) 信 号 可 靠 性 高 : 存 储 无 损 耗 ， 传 输 抗 干 扰 。离 散 信 号 与 系 统 的 主 要 优 点 ：(3) 信 号 处 理 简 便 : 信 号 压 缩 ， 信 号 编 码 ， 信 号 加 密 等 3. 如 何 进 行 信 号 抽 样 3. 如 何 进 行 信 号 抽 样 kTttxkx )(如 何 选 取 抽 样 间 隔 T？ 传 统 模 型 新 模 型4. 信 号 抽 样 的 理 论 推 导 4. 信 号 抽 样 的 理 论 推 导)j( X )( kxtx kTt 连 续 信 号 x(t)的 频 谱 为 X(j)，离 散

3、 序 列 xk 频 谱 为 X(e jW) kTttxkx )( )( )e( j TX WW 4. 信 号 抽 样 的 理 论 推 导 kT kTtt )()( T/2 sam )()( samsamsam nn 0T T)(tT )1( t 0sam sam )(sam )( sam 4. 信 号 抽 样 的 理 论 推 导 kT kTtkTxttxtx )()( )()( )(sam )(*)j(21)j( samsamsam nXX n )(j1 sam nXT n )e(e)(e)()j( jjjsam W XkTxkTxX k kk Tk 4. 信 号 抽 样 的 理 论 推 导若

4、 连 续 信 号 x(t)的 频 谱 为 X(j)， 离 散 序 列xk 频 谱 为 X(ejW)， 且 存 在其 中 ： T 为 抽 样 间 隔 ， sam=2p /T为 抽 样 角 频 率 )( )(j1 )e( samj TnXTX n WW 则 有 kTttxkx )(信 号 时 域 的 离 散 化 导 致 其 频 域 的 周 期 化 4. 信 号 抽 样 的 理 论 推 导msam 2 离 散 序 列 xk频 谱 与 抽 样 间 隔 T之 间 的 关 系 4. 信 号 抽 样 的 理 论 推 导离 散 序 列 xk频 谱 与 抽 样 间 隔 T之 间 的 关 系msam 2 4. 信

5、 号 抽 样 的 理 论 推 导离 散 序 列 xk频 谱 与 抽 样 间 隔 T之 间 的 关 系msam 2 混 叠 (aliasing) 6. 信 号 抽 样 的 物 理 实 现 kTttxkx )(抽 样 间 隔 (周 期 ) T (s)抽 样 角 频 率 sam =2p/T (rad/s)抽 样 频 率 fsam =1/T (Hz) 已 知 实 信 号 x(t)的 最 高 频 率 为 fm (Hz)，试 计 算 对 各 信 号 x(2t)， x(t)*x(2t)， x(t)x(2t)抽 样 不 混 叠 的 最 小 抽 样 频 率 。对 信 号 x(2t)抽 样 时 ， 最 小 抽 样

6、 频 率 为 4fm (Hz)；对 x(t)*x(2t)抽 样 时 ， 最 小 抽 样 频 率 为 2fm (Hz)；对 x(t)x(2t)抽 样 时 ， 最 小 抽 样 频 率 为 6f m (Hz)。 根 据 信 号 时 域 与 频 域 的 对 应 关 系 及 得 ： 7. 抽 样 定 理 的 工 程 应 用许 多 实 际 工 程 信 号 不 满 足 带 限 条 件 )j( H mm 1 0 抗 混低 通 滤 波 器)(tx )(1 tx)(th 与 比较7. 抽 样 定 理 的 工 程 应 用 抽 样 频 率 fs=44,100 Hz抽 样 频 率 fs=5,512 Hz抽 样 频 率

7、fs=5,512 Hz抽 样 前 对 信 号 进 行 了 抗 混 叠 滤 波 对 连 续 带 限 信 号 进 行 抽 样 时 ， 只 需 抽 样 速 率 fs 2fm 。 在 工 程 应 用 中 ， 抽 样 速 率 为 何 常 设 为 fs (35)fm ？ 时 域 抽 样 问 题 的 探 究研 究 性 课 题 8. 抽 样 定 理 的 实 际 应 用 举 例x(t) xk yk y(t)利 用 离 散 系 统 处 理 连 续 时 间 信 号 生 物 医 学 信 号 处 理 铁 路 控 制 信 号 识 别 8. 抽 样 定 理 的 实 际 应 用 举 例 铁 路 控 制 信 号 识 别 8.

8、抽 样 定 理 的 实 际 应 用 举 例 列 车 运 行 控 制 系 统 是 轨 道 交 通 最 重 要 的 技 术 装 备 ， 它 是 由轨 道 电 路 以 钢 轨 为 通 道 ， 将 控 制 列 车 的 信 息 传 输 到 列 车 上 的 。 8. 抽 样 定 理 的 实 际 应 用 举 例 车 载 主 体 机 车 系 统 ， 是 其 中 的 关 键 部 分 ， 功 能 是 接 收 来 自钢 轨 的 信 号 ， 经 过 解 调 、 译 码 来 控 制 驾 驶 室 信 号 机 的 信 号 显 示 ，同 时 输 出 给 后 级 的 列 车 速 度 控 制 设 备 。 系 统 主 要 由 接

9、收 线 圈 （ 天 线 ） 、 控 制 主 机 （ 包 含 记 录 器 及远 程 监 测 模 块 ） 及 机 车 信 号 机 （ 信 号 显 示 器 ） 构 成 。 8. 抽 样 定 理 的 实 际 应 用 举 例 传 统 的 车 载 信 号 系 统 ， 由 于 安 全 性 及 可 靠 性 等 技 术 的 局限 ， 仅 能 作 为 辅 助 信 号 应 用 ， 司 机 必 须 瞭 望 地 面 信 号 机 来 驾驶 列 车 。 国 际 公 认 160km/h以 上 或 高 密 度 的 列 车 运 行 已 不 能 靠 司机 瞭 望 地 面 信 号 方 式 保 证 安 全 ， 而 必 须 以 车 载 信 号 作 为 主 体信 号 来 控 制 列 车 。 8. 抽 样 定 理 的 实 际 应 用 举 例 主 要 产 品 ： JT1-CZ2000型 机 车 信 号 车 载 系 统 。 8. 抽 样 定 理 的 实 际 应 用 举 例 铁 路 控 制 信 号 识 别 铁路控制信号的时域波形和频谱 8. 抽 样 定 理 的 实 际 应 用 举 例铁 路 控 制 信 号 识 别 铁路控制信号的频谱分析