机械工程测试枝术基础 第二章信号及其描述 第二章信号及其描述 §2.1、信号与信息的关系 §2.2、信号分类与描述 §2.3、周期信号与离散频谱 §2.4、瞬变非周期信号的频谱分析 §2.5、随机信号 §2.6信号分析与处理 China university ofpetroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 2
China university of petroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 机械工程测试技术基础 第二章 信号及其描述 2 第二章 信号及其描述 §2.2、信号分类与描述 §2.3、周期信号与离散频谱 §2.4、瞬变非周期信号的频谱分析 §2.5、随机信号 §2.6 信号分析与处理 ▼ ▼ ▼ ▼ ▼ §2.1、信号与信息的关系
机械工程测试枝术基础 第二章信号及其橘述 §2.1信号与信息的关系 信号 >信息 红灯 亮 交通信号灯 停止 黄灯 注意 亮 通行 信息的载体是光信号 China university of petroleum(Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 3
China university of petroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 机械工程测试技术基础 第二章 信号及其描述 3 §2.1 信号与信息的关系 交通信号灯 信号 信息 信息的载体是光信号 红灯 亮 黄灯 亮 绿灯 亮 停止 通行 注意
机械工程测试枝术基础 第二章信号及其描述 ◆信息 事物运动的状态和方式。不是物质，不具有能量， 却是物质所固有的，是其客观存在或运动状态的特征。 信息的传输依靠物质和能量。 ◆信号 具有能量，是某种具体的物理量。信号的变化反映了 所携带信息的变化。 m x(t)=Xosin( -t+po)=Xsin(ωt+p, 信号 x(t) ↓ 7T7777777T X。一幅值，w一角频率，%一初相位 信息 单自由度无阻尼振动系统 China university ofpetroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院
China university of petroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 机械工程测试技术基础 第二章 信号及其描述 4 信息 事物运动的状态和方式。不是物质，不具有能量， 却是物质所固有的，是其客观存在或运动状态的特征。 信息的传输依靠物质和能量。 信号 具有能量，是某种具体的物理量。信号的变化反映了 所携带信息的变化。 m k x(t) 单自由度无阻尼振动系统 sin sin 0 0 0 0 k x(t) X ( t ) X (ωt ) m Xo－幅值，w－角频率，0 －初相位 信号 信息
机械工程测试枝木基础 第二章信号及其橘建 §2.2信号的分类与描述 为深入了解信号的物理实质，研究信号的分类是必要的， 可从不同角度观察信号。 1.按信号随时间的变化特征分类 确定性信号与非确定性信号 7 2.按信号幅值随时间变化的连续性分类 连续信号与离散信号 Y 3.按信号的能量特征分类 能量信号与功率信号 V 4.从分析域上分类 时域信号与频域信号 Y China university of petroleum(Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 5
China university of petroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 机械工程测试技术基础 第二章 信号及其描述 5 为深入了解信号的物理实质，研究信号的分类是必要的， 可从不同角度观察信号。 1. 按信号随时间的变化特征分类 ——确定性信号与非确定性信号 3. 按信号的能量特征分类 ——能量信号与功率信号 2. 按信号幅值随时间变化的连续性分类 ——连续信号与离散信号 ▼ ▼ ▼ 4. 从分析域上分类 ——时域信号与频域信号 ▼ §2.2 信号的分类与描述
机械工程测试枝术基础 第二章信号及其橘述 1.确定性信号与非确定性信号 确定性信号：可用明确的数学关系式描述的信号。 非确定性信号：不能用数学关系式描述的信号。 简单周期信号 周期信号 确定性 复杂周期信号 信号 直流信号 准周期信号 信号 非周期信号 7 瞬态信号 平稳随机信号 非确定 性信号 非平稳随机信号 China university ofpetroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 6
China university of petroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 机械工程测试技术基础 第二章 信号及其描述 6 1. 确定性信号与非确定性信号 确定性信号：可用明确的数学关系式描述的信号。 非确定性信号：不能用数学关系式描述的信号。 信号 确定性 信号 非确定 性信号 周期信号 非周期信号 简单周期信号 复杂周期信号 准周期信号 瞬态信号 平稳随机信号 非平稳随机信号 ▼ ▼ 直流信号
机械工程测试枝术基础 第二章信号及其橘建 a)周期信号：按一定时间间隔周而复始出现的信号。 x(t)=x(t+nTo) 简单周期信号：频率单一的正弦或余弦信号。 谐波信号 0.0 0 x(1) m 信号的 “波形” k x (t)=Xosin m 7T777T777T7T China university of petroleum(Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 7
China university of petroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 机械工程测试技术基础 第二章 信号及其描述 7 0 0 s in k x t X t m x(t) om k 简单周期信号：频率单一的正弦或余弦信号。 信号的 “波形” a) 周期信号：按一定时间间隔周而复始出现的信号。 x ( t ) = x ( t + nT0 ) 谐波信号
机械工程测试枝术基础 第二章信号及其描述 复杂周期信号：由多个乃至无穷多个频率成分叠加而成， 叠加后存在公共周期的信号。 x,()=10sin(2π·3t+元/6)】 +5sin(2π2t+π/3)】 -10 I c x (t)=A sin(w t+) =Asin(2πf1t什01) =10sin(2π3·t+元/6) 05 + x2(t)=A,sin(w,t+0,) =A2sin(2πf2t+02) =5sin(2π2t+π/3) 0.5 2.5 China university ofpetroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 8
China university of petroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 机械工程测试技术基础 第二章 信号及其描述 8 + = x1 (t)=A1 sin(w1 t+1 ) =A1 sin(2ƒ1 t+1 ) =10sin(2·3·t+ /6) x2 (t)=A2 sin(w2 t+2 ) =A2 sin(2ƒ2 t+2 ) =5sin(2·2·t+ /3) x3 (t)=10sin(2·3·t+ /6) +5sin(2·2·t+ /3) + = 由多个乃至无穷多个频率成分叠加而成， 叠加后存在公共周期的信号。 复杂周期信号: 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -10 -5 0 5 10 (a) mm 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -5 0 5 (b) mm 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -10 0 10 (c) mm t t t 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -10 -5 0 5 10mm 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -5 0 5 (b) mm t t 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -10 -5 0 5 10 (a) mm t ▲
机械工程测试枝术基础 第二章信号及其描定 b)非周期信号：再不会重复出现的信号。 ●准周期信号：由多个周期信号合成，其中至少有一对频率比 不是有理数。 7 10 (a) 15 20 10 (b) 20 10 x(t)=Asin(√2t+0) +A,sin(3t+02) -10 20 China university of petroleum(Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院
China university of petroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 机械工程测试技术基础 第二章 信号及其描述 9 b)非周期信号：再不会重复出现的信号。 准周期信号:由多个周期信号合成，其中至少有一对频率比 不是有理数。 sin(3 ) ( ) sin( 2 ) 2 2 1 1 A t x t A t
机械工程测试枝术基础 第二章信号及其描述 ●瞬态信号：在有限时间段内存在，或随着时间的增加，幅值 衰减至零的信号。 (='xin(+0, 0 x(t) md 77777Y7T7777 单自由度有阻尼振动系统 China university ofpetroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院10
China university of petroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 机械工程测试技术基础 第二章 信号及其描述 10 瞬态信号:在有限时间段内存在，或随着时间的增加，幅值 衰减至零的信号。 0 0 s i n n w t d x t e x w t x(t) om k c 0 x 单自由度有阻尼振动系统
机械工程测试枝术基础 第二章信号及其橘建 AF(t) V(t) T (a)锤击物体的力信号 (b)T时段汽车加速过程信号 +x(t) AW(t) (c)半个正弦信号 (d)矩形窗信号 China university of petroleum(Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 11
China university of petroleum (Huadong) 中国石油大学（华东）机电工程学院 机械工程测试技术基础 第二章 信号及其描述 11 F(t) t 0 0 t V (t) T' x(t) t 0 W (t) 0 t (a) 锤击物体的力信号 (b) T’时段汽车加速过程信号 (c) 半个正弦信号 (d) 矩形窗信号