信號信息系統(tǒng)教案l16_ch6

1、信號與系統(tǒng),Signals and Systems,國家精品課程主教材、北京市精品教材《信號與系統(tǒng)》(第2版)陳后金，胡健，薛健清華大學出版社，2005年,系統(tǒng)的頻域分析及其應用,,連續(xù)時間系統(tǒng)的頻率響應 連續(xù)信號通過系統(tǒng)響應的頻域分析 無失真系統(tǒng)與理想低通 抽樣與抽樣定理 調(diào)制與解調(diào) 離散時間系統(tǒng)的頻域分析,連續(xù)時間信號的時域抽樣,,信號抽樣的理論分析 時域抽樣定理 抽樣定理的工程應用 信號重建 實際應用舉例,

2、1、信號抽樣的理論分析,1、信號抽樣的理論分析,若連續(xù)信號f(t)的頻譜函數(shù)為F(jω)，則抽樣信號,其中： T 為抽樣間隔，ws=2p /T為抽樣角頻率。,理想抽樣信號的頻譜分析,的頻譜函數(shù)Fs(jw)為,且序列f[k]的頻譜等于抽樣信號的頻譜，即有,1、信號抽樣的理論分析,理想抽樣信號的頻譜分析,抽樣信號fs(t)頻譜與抽樣間隔T關(guān)系：,1、信號抽樣的理論分析,理想抽樣信號的頻譜分析,抽樣信號fs(t)頻譜與抽樣間隔T關(guān)系：,1、信

3、號抽樣的理論分析,理想抽樣信號的頻譜分析,抽樣信號fs(t)頻譜與抽樣間隔T關(guān)系：,混疊(aliasing),2、時域取樣定理,若帶限信號f(t)的最高角頻率為ωm，則信號f(t)可以用等間隔的抽樣值唯一地表示。而抽樣間隔T需不大于1/2fm，或最低抽樣頻率fs不小于2fm。,若從抽樣信號fs(t)中恢復原信號f(t)，需滿足兩個條件：,fs = 2fm 為最小取樣頻率，稱為Nyquist Rate.,(1) f(t)是帶限信號，即其

4、頻譜函數(shù)在|w|>wm各處為零；,(2) 抽樣間隔T需滿足 ，,或抽樣頻率fs需滿足 fs ? 2fm （或ωs ? 2ω m） 。,,例1 已知實信號f(t)的最高頻率為fm (Hz)，試計算對各信號f(2t)， f(t)*f(2t)， f(t)?f(2t)抽樣不混疊的最小抽樣頻率。,對信號f(2t)抽樣時，最小抽樣頻率為,4fm

5、(Hz)；,對f(t)*f(2t)抽樣時，最小抽樣頻率為,2fm(Hz)；,對f(t)?f(2t)抽樣時，最小抽樣頻率為,6fm(Hz)。,解： 根據(jù)信號時域與頻域的對應關(guān)系及抽樣定理得：,3、抽樣定理的工程應用,許多實際工程信號不滿足帶限條件,,抗 混低通濾波器,,,,3、抽樣定理的工程應用,混疊誤差與截斷誤差比較,,思考題,根據(jù)時域抽樣定理，對連續(xù)時間信號進行抽樣時，只需抽樣速率 fs ? 2fm。在工程應用中，

6、抽樣速率常設為 fs ?(3~5)fm，為什么？,若連續(xù)時間信號 f (t) 的最高頻率 fm 未知， 如何確定抽樣間隔T？,4、信號重建,信號重建模型,,4、信號重建,由抽樣信號fs(t)恢復連續(xù)信號f (t),,hr(t),5、抽樣定理的實際應用舉例,,A/D,,H(z),,D/A,,f(t),f[k],y[k],y(t),,,利用離散系統(tǒng)處理連續(xù)時間信號,生物醫(yī)學信號處理,鐵路控制信號識別,

7、5、抽樣定理的實際應用舉例,生物醫(yī)學信號處理,生物神經(jīng)細胞（元）結(jié)構(gòu)圖,5、抽樣定理的實際應用舉例,生物醫(yī)學信號處理,AdLink PCI 9112A/D, D/A Card,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Personal ComputersIn WindowOperationEnvironments,,,,AI,AO,DO,AB,CB,DB,,,生物信號采集系統(tǒng)組成框圖,5、抽樣定理的實際應用舉例