工程测试实验指导书 实验一典型信号频谱分析 实验目的 在理论学习的基础上,通过本实验熟悉典型信号的波形和频谱特征,并能够从信号频谱中读 取所需的信息 2.了解信号频谱分析的基本方法及仪器设备。 实验原理 1.典型信号及其频谱分析的作用 正弦波、方波、三角波和白噪声信号是实际工程测试中常见的典型信号,这些信号时域、频域 之间的关系很明确,并且都具有一定的特性,通过对这些典型信号的频谱进行分析,对掌握信号 的特性,熟悉信号的分析方法大有益处,并且这些典型信号也可以作为实际工程信号分析时的参 照资料。本次实验利用DRⅥ快速可重组虚拟仪器平台可以很方便的对上述典型信号作频谱分 2.频谱分析的方法及设备 信号的频谱可分为幅值谱、相位谱、功率谱、对数谱等等。对信号作频谱分析的设备主要是频 谱分析仪,它把信号按数学关系作为频率的函数显示出来,其工作方式有模拟式和数字式二种。 模拟式频谱分析仪以模拟滤波器为基础,从信号中选出各个频率成分的量值:数字式频谱分析仪 以数字滤波器或快速傅立叶变换为基础,实现信号的时-频关系转换分析 傅立叶变换是信号频谱分析中常用的一个工具,它把一些复杂的信号分解为无穷多个相互之间 具有一定关系的正弦信号之和,并通过对各个正弦信号的研究来了解复杂信号的频率成分和幅 信号频谱分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而帮助人们从另一个 角度来了解信号的特征。时域信号x(t)的傅氏变换为 ()=f x(t)e 式中X(f为信号的频域表示,x(t)为信号的时域表示,f为频率 3周期信号的频谱分析 周期信号是经过一定时间可以重复出现的信号,满足条件 x(t=x(t+nT) 从数学分析已知,任何周期函数在满足狄利克利( Dirich let)条件下,可以展开成正交函数 线性组合的无穷级数,如正交函数集是三角函数集(simo0o)或复指数函数集(e 则可展开成为傅里叶级数,通常有实数形式表达式: x(x)=a0+a1 c0s aot+b,sin aot+a2 cos ao!+b, sin ao+ =a0+2a, cos naot+bn sin noot工程测试实验指导书 实验一 典型信号频谱分析 一. 实验目的 1. 在理论学习的基础上，通过本实验熟悉典型信号的波形和频谱特征，并能够从信号频谱中读 取所需的信息。 2. 了解信号频谱分析的基本方法及仪器设备。 二. 实验原理 1. 典型信号及其频谱分析的作用 正弦波、方波、三角波和白噪声信号是实际工程测试中常见的典型信号，这些信号时域、频域 之间的关系很明确，并且都具有一定的特性，通过对这些典型信号的频谱进行分析，对掌握信号 的特性，熟悉信号的分析方法大有益处，并且这些典型信号也可以作为实际工程信号分析时的参 照资料。本次实验利用 DRVI 快速可重组虚拟仪器平台可以很方便的对上述典型信号作频谱分 析。 2. 频谱分析的方法及设备 信号的频谱可分为幅值谱、相位谱、功率谱、对数谱等等。对信号作频谱分析的设备主要是频 谱分析仪，它把信号按数学关系作为频率的函数显示出来，其工作方式有模拟式和数字式二种。 模拟式频谱分析仪以模拟滤波器为基础，从信号中选出各个频率成分的量值；数字式频谱分析仪 以数字滤波器或快速傅立叶变换为基础，实现信号的时-频关系转换分析。 傅立叶变换是信号频谱分析中常用的一个工具，它把一些复杂的信号分解为无穷多个相互之间 具有一定关系的正弦信号之和，并通过对各个正弦信号的研究来了解复杂信号的频率成分和幅 值。 信号频谱分析是采用傅立叶变换将时域信号 x(t)变换为频域信号 X(f)，从而帮助人们从另一个 角度来了解信号的特征。时域信号 x(t)的傅氏变换为： 式中 X(f)为信号的频域表示，x(t)为信号的时域表示，f 为频率。 3. 周期信号的频谱分析 周期信号是经过一定时间可以重复出现的信号，满足条件： x ( t ) = x ( t + nT ) 从数学分析已知，任何周期函数在满足狄利克利（Dirichlet）条件下，可以展开成正交函数 线性组合的无穷级数，如正交函数集是三角函数集（sinnω0t,cosnω0t）或复指数函数集（ ）， 则可展开成为傅里叶级数，通常有实数形式表达式：