信號分析儀進行模擬信號采樣時
1. 為什麼要對模擬信號進行抽樣對抽樣間隔有什麼要求
信號數字化的每個步驟都可能會引起信號和其蘊含的信息的失真。。。因此要通過對信號的采樣對信號進行分析。
采樣間隔。。。按照采樣定理有,在采樣信號頻帶受限的情況下,采樣頻率應等於或大於信號最高頻率的2倍Ws>=2Wm,或者說采樣間隔fs=2fm,一般把最大允許采樣間隔Tsmax=1/2fm叫做Nyquist間隔
有時域采樣也有頻域采樣
2. 信號采樣的定義何為采樣周期對采樣周期有何要求
信號采樣也稱抽樣(sample),是連續信號在時間上的離散化,即按照一定時間間隔△t 在模擬信號x(t)上逐點採取其瞬。
采樣周期:在周期性測量過程變數(如溫度、流量……)信號的系統中,相鄰兩次實測之間的時間間隔。離散控制系統(包括計算機數字控制系統)都採用周期性測量方式,采樣間隔之內的變數值是不測量的。采樣周期的選擇甚為重要,一般取為回復時間(即大體上達到穩態所需時間)的十分之一左右。
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1933年由蘇聯工程師科捷利尼科夫首次用公式嚴格地表述這一定理,因此在蘇聯文獻中稱為科捷利尼科夫采樣定理。
1948年資訊理論的創始人C.E.香農對這一定理加以明確地說明並正式作為定理引用,因此在許多文獻中又稱為香農采樣定理。采樣定理有許多表述形式,但最基本的表述方式是時域采樣定理和頻域采樣定理。
采樣定理在數字式遙測系統、時分制遙測系統、信息處理、數字通信和采樣控制理論等領域得到廣泛的應用。
3. 關於模擬信號采樣的下列說法中,錯誤的是() A.采樣周期與采樣頻率呈反比關系 B.采樣頻率大於等於信號最2
關於模擬信號采樣的下列說法中,錯誤的是(B)
A.采樣周期與采樣頻率呈反比關系
B.采樣頻率大於等於信號最大頻率2倍時才能使數字信號還原出原來的信號√
【香農采樣定理 一個連續時間信號f(t),設其頻帶寬度是有限的,其最高頻率為 wmax,(或 fmax),如果在等間隔點上對該信號f(t)進行連續采樣,為了使采樣後的離散信號 f*'> (t)能包含原信號f(t)的全部信息量,則采樣角頻率只有滿足下面的關系:ω*>2ωmax
可是這樣仍舊是還原不出原來的信號的,具體看信號還原的部分。】
C.采樣頻率越大,樣本信號的數據量也越大
D.采樣後使得信號在時間上是離散的
4. 如何對頻帶無限的模擬信號進行采樣在工程實現中時間的采樣頻率如何確定
LS說的不準確。
1. 要對頻帶無限的模擬信號采樣,就必須前置低通濾波器,濾掉信號的高頻專分量(不單是屬雜訊= =),因為頻帶無限的模擬信號進行模數轉換後總是會有損失的。采樣率越高,損失越小。
2. Nyquist采樣定理:采樣頻率>=2 X 模擬信號最高頻率 這可不是Shannon提出的= = Shannon的貢獻要比Nyquist大得多,他提出了BOOL符號邏輯和開關理論和信息熵論,是數字通信的奠基人。MIT的數學博士,天才。Nyquist是Shannon的前輩,yale的物理學博士。
5. 在對信號采樣過程之前抗混濾波,其作用是什麼它選用何種濾波器其截止頻率如何確定
根據「奈奎斯特采樣定律」: 在對模擬信號進行離散化時,采樣頻率f2至少應2倍於被分析的信號的最高頻率f1,即: f2≥2 f1;否則可能出現因采樣頻率不夠高,模擬信號中的高頻信號折疊到低頻段,出現虛假頻率成分的現象
但工程測量中采樣頻率不可能無限高也不需要無限高,因為我們一般只關心一定頻率范圍內的信號成份。為解決頻率混疊,在對模擬信號進行離散化採集前,採用低通濾波器濾除高於1/2采樣頻率的頻率成份。實際儀器設計中,這個低通濾波器的截止頻率(fc) 為:
截止頻率(fc)= 采樣頻率(fz) / 2.56
在進行動態信號測試中測量儀器必須具有抗混濾波功能,例如:在大型橋梁、高樓、機械設備等動態應變、振動測試及模態分析中,信號所包含的頻率成份理論上是無窮的。例如:橋梁的模態理論上有無限多個,但我們只關心對振動貢獻最大的前幾階模態。如果不對振動的模擬信號進行低通抗混濾波,高階模態頻率很可能會混疊到低頻段,形成虛假的模態頻率,給模態參數識別帶來困難.
抗混濾波器一般指低通濾波器,但濾波器有低通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器、高通濾波器、高阻濾波器。濾波器的主要性能指標以低通濾波器為例,理想的低通濾波器為矩形,但實際中是不可能實現的。衡量低通濾波器性能的指標主要包括以下幾方面:
帶內波紋度:通帶的幅值精度指標,例如:帶內波紋度為±0.1dB時,對幅值精度的影響約為±1%(這正是為什麼一般的數采器幅值精度可以做到千分之幾,一般的數采器用 很高的采樣頻率進行採集,不加低通濾波器.)
阻帶下降斜率:濾波器在截至頻率開始下降,下降斜率越大越好。一般採用每個倍頻程的下降分貝數衡量,例如:滿足工程測量需要的阻帶下降斜率約為-80dB/oct.
濾波器落差:帶通到帶阻差值的分貝數dB.
值得一提的是:隨著DSP數字信號處理晶元的出現,現代測試儀器中已採用模擬濾波加數字濾波,使濾波器性能指標突飛猛進。例如:帶內波紋度可達±0.05dB,阻帶下降斜率可達到約-200dB/oct.大大好於純模擬濾波器.
6. 為了不失真地恢復模擬信號,采樣頻率應該不小於模擬信號頻譜中最高頻率的2倍。
農(Shannon)采樣定理指出:為了不失真地恢復模擬信號,采樣頻率應該不小於模擬信號頻譜中最高頻率的2倍。但是在實際的情況下,採集頻率往往比信號的實際頻率要高出5到10倍以上。因為採集頻率僅僅高於信號頻率的2倍的情況下,
是很難獲取測量的精度的。
在設計頻譜分析儀之前首先對採集中最基本的幾組數據指標——采樣時鍾、
顯示的伏格、時基、以及觸發方式進行說明。
在通用測試平台下設計的伏格、采樣時鍾、時基等參數設置如表4.1、表4.2所示。在本設計中垂直偏轉因素是按照1.2.5序列的步進設置。每個不同的伏格都對應著硬體上相應的通道增益與實際的量程等。在編程過程中,通過對每個Div序號的控制,直接就實現了對每個與其對應的垂直偏轉因素的控制。
信號在輸入到通用測試平台之前首先對測試平台的通信介面進行初始化設置,初始化結束後,信號通過並口(或USB轉並口)實現平台與計算機的通信連接,採集開始之前要先將採集的模擬通道的相關參數設置好,它就是從介面部分發送控制信號送入到通用測試平台上,做好採集工作的准備,最後才能夠實現採集;採集來的信號通過AD轉換器由模擬信號轉變為數字信號,再將轉變的信號存儲起來通過相應的電壓、頻率演算法相應的值,並用於顯示在電腦屏幕上;並且採集到的數據存儲在SRAM中,然後再將這些數據送入到頻譜分析模塊之中進行FFT演算法的頻譜分析。此採集是一個循環的過程,倘若沒有收到外部的停止或終止信號,它將繼續採集並送入到下一級,直到有停止信號到達為止才結束這個採集過程。
通過以上的調用動態鏈接庫(DLL)和子VI的編程來實現信號的採集部分,並將輸出的信號送入到下級的頻譜分析模塊。
7. 如何對一個模擬信號進行頻譜分析
如果信號幅度不太大,可以用筆記本電腦的音效卡取樣,然後用任意一種軟體做FFT就可以。我用的 Matlab。 采樣頻率我用的96KHz、字長16位、FFT長度8192。如果嫌頻率解析度不夠,可以適當降低采樣頻率。曾經用FFT長度65536來提高解析度,結果計算太慢。
8. 模擬信號采樣定理
模擬信號經過 (A/D) 變換轉換為數字信號的過程稱之為采樣,信號采樣後其頻譜產生了周期延拓,每隔一個采樣頻率 fs,重復出現一次。為保證采樣後信號的頻譜形狀不失真,采樣頻率必須大於信號中最高頻率成份的兩倍,這稱之為采樣定理。
9. 2、 對模擬信號 進行采樣,每個周期取9個采樣點,得到數字信號x[n],此時的采樣頻率為( )Hz,數字頻率為
題目有問題
10. 在對模擬信號進行數字譜分析的過程中,分別需要對信號進行哪些處理
1、確定有用信號的頻帶,在采樣之前進行必要的幅度調整和濾波;
2、根據精度要求和信號頻率確定是否需要采樣保持(一般是需要采樣保持的);
3、確定采樣頻率,選合適的AD轉換器進行AD轉換。