信号分析仪进行模拟信号采样时
1. 为什么要对模拟信号进行抽样对抽样间隔有什么要求
信号数字化的每个步骤都可能会引起信号和其蕴含的信息的失真。。。因此要通过对信号的采样对信号进行分析。
采样间隔。。。按照采样定理有,在采样信号频带受限的情况下,采样频率应等于或大于信号最高频率的2倍Ws>=2Wm,或者说采样间隔fs=2fm,一般把最大允许采样间隔Tsmax=1/2fm叫做Nyquist间隔
有时域采样也有频域采样
2. 信号采样的定义何为采样周期对采样周期有何要求
信号采样也称抽样(sample),是连续信号在时间上的离散化,即按照一定时间间隔△t 在模拟信号x(t)上逐点采取其瞬。
采样周期:在周期性测量过程变量(如温度、流量……)信号的系统中,相邻两次实测之间的时间间隔。离散控制系统(包括计算机数字控制系统)都采用周期性测量方式,采样间隔之内的变量值是不测量的。采样周期的选择甚为重要,一般取为回复时间(即大体上达到稳态所需时间)的十分之一左右。
(2)信号分析仪进行模拟信号采样时扩展阅读
1933年由苏联工程师科捷利尼科夫首次用公式严格地表述这一定理,因此在苏联文献中称为科捷利尼科夫采样定理。
1948年信息论的创始人C.E.香农对这一定理加以明确地说明并正式作为定理引用,因此在许多文献中又称为香农采样定理。采样定理有许多表述形式,但最基本的表述方式是时域采样定理和频域采样定理。
采样定理在数字式遥测系统、时分制遥测系统、信息处理、数字通信和采样控制理论等领域得到广泛的应用。
3. 关于模拟信号采样的下列说法中,错误的是() A.采样周期与采样频率呈反比关系 B.采样频率大于等于信号最2
关于模拟信号采样的下列说法中,错误的是(B)
A.采样周期与采样频率呈反比关系
B.采样频率大于等于信号最大频率2倍时才能使数字信号还原出原来的信号√
【香农采样定理 一个连续时间信号f(t),设其频带宽度是有限的,其最高频率为 wmax,(或 fmax),如果在等间隔点上对该信号f(t)进行连续采样,为了使采样后的离散信号 f*'> (t)能包含原信号f(t)的全部信息量,则采样角频率只有满足下面的关系:ω*>2ωmax
可是这样仍旧是还原不出原来的信号的,具体看信号还原的部分。】
C.采样频率越大,样本信号的数据量也越大
D.采样后使得信号在时间上是离散的
4. 如何对频带无限的模拟信号进行采样在工程实现中时间的采样频率如何确定
LS说的不准确。
1. 要对频带无限的模拟信号采样,就必须前置低通滤波器,滤掉信号的高频专分量(不单是属噪声= =),因为频带无限的模拟信号进行模数转换后总是会有损失的。采样率越高,损失越小。
2. Nyquist采样定理:采样频率>=2 X 模拟信号最高频率 这可不是Shannon提出的= = Shannon的贡献要比Nyquist大得多,他提出了BOOL符号逻辑和开关理论和信息熵论,是数字通信的奠基人。MIT的数学博士,天才。Nyquist是Shannon的前辈,yale的物理学博士。
5. 在对信号采样过程之前抗混滤波,其作用是什么它选用何种滤波器其截止频率如何确定
根据“奈奎斯特采样定律”: 在对模拟信号进行离散化时,采样频率f2至少应2倍于被分析的信号的最高频率f1,即: f2≥2 f1;否则可能出现因采样频率不够高,模拟信号中的高频信号折叠到低频段,出现虚假频率成分的现象
但工程测量中采样频率不可能无限高也不需要无限高,因为我们一般只关心一定频率范围内的信号成份。为解决频率混叠,在对模拟信号进行离散化采集前,采用低通滤波器滤除高于1/2采样频率的频率成份。实际仪器设计中,这个低通滤波器的截止频率(fc) 为:
截止频率(fc)= 采样频率(fz) / 2.56
在进行动态信号测试中测量仪器必须具有抗混滤波功能,例如:在大型桥梁、高楼、机械设备等动态应变、振动测试及模态分析中,信号所包含的频率成份理论上是无穷的。例如:桥梁的模态理论上有无限多个,但我们只关心对振动贡献最大的前几阶模态。如果不对振动的模拟信号进行低通抗混滤波,高阶模态频率很可能会混叠到低频段,形成虚假的模态频率,给模态参数识别带来困难.
抗混滤波器一般指低通滤波器,但滤波器有低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器、高阻滤波器。滤波器的主要性能指标以低通滤波器为例,理想的低通滤波器为矩形,但实际中是不可能实现的。衡量低通滤波器性能的指标主要包括以下几方面:
带内波纹度:通带的幅值精度指标,例如:带内波纹度为±0.1dB时,对幅值精度的影响约为±1%(这正是为什么一般的数采器幅值精度可以做到千分之几,一般的数采器用 很高的采样频率进行采集,不加低通滤波器.)
阻带下降斜率:滤波器在截至频率开始下降,下降斜率越大越好。一般采用每个倍频程的下降分贝数衡量,例如:满足工程测量需要的阻带下降斜率约为-80dB/oct.
滤波器落差:带通到带阻差值的分贝数dB.
值得一提的是:随着DSP数字信号处理芯片的出现,现代测试仪器中已采用模拟滤波加数字滤波,使滤波器性能指标突飞猛进。例如:带内波纹度可达±0.05dB,阻带下降斜率可达到约-200dB/oct.大大好于纯模拟滤波器.
6. 为了不失真地恢复模拟信号,采样频率应该不小于模拟信号频谱中最高频率的2倍。
农(Shannon)采样定理指出:为了不失真地恢复模拟信号,采样频率应该不小于模拟信号频谱中最高频率的2倍。但是在实际的情况下,采集频率往往比信号的实际频率要高出5到10倍以上。因为采集频率仅仅高于信号频率的2倍的情况下,
是很难获取测量的精度的。
在设计频谱分析仪之前首先对采集中最基本的几组数据指标——采样时钟、
显示的伏格、时基、以及触发方式进行说明。
在通用测试平台下设计的伏格、采样时钟、时基等参数设置如表4.1、表4.2所示。在本设计中垂直偏转因素是按照1.2.5序列的步进设置。每个不同的伏格都对应着硬件上相应的通道增益与实际的量程等。在编程过程中,通过对每个Div序号的控制,直接就实现了对每个与其对应的垂直偏转因素的控制。
信号在输入到通用测试平台之前首先对测试平台的通信接口进行初始化设置,初始化结束后,信号通过并口(或USB转并口)实现平台与计算机的通信连接,采集开始之前要先将采集的模拟通道的相关参数设置好,它就是从接口部分发送控制信号送入到通用测试平台上,做好采集工作的准备,最后才能够实现采集;采集来的信号通过AD转换器由模拟信号转变为数字信号,再将转变的信号存储起来通过相应的电压、频率算法相应的值,并用于显示在电脑屏幕上;并且采集到的数据存储在SRAM中,然后再将这些数据送入到频谱分析模块之中进行FFT算法的频谱分析。此采集是一个循环的过程,倘若没有收到外部的停止或终止信号,它将继续采集并送入到下一级,直到有停止信号到达为止才结束这个采集过程。
通过以上的调用动态链接库(DLL)和子VI的编程来实现信号的采集部分,并将输出的信号送入到下级的频谱分析模块。
7. 如何对一个模拟信号进行频谱分析
如果信号幅度不太大,可以用笔记本电脑的声卡取样,然后用任意一种软件做FFT就可以。我用的 Matlab。 采样频率我用的96KHz、字长16位、FFT长度8192。如果嫌频率分辨率不够,可以适当降低采样频率。曾经用FFT长度65536来提高分辨率,结果计算太慢。
8. 模拟信号采样定理
模拟信号经过 (A/D) 变换转换为数字信号的过程称之为采样,信号采样后其频谱产生了周期延拓,每隔一个采样频率 fs,重复出现一次。为保证采样后信号的频谱形状不失真,采样频率必须大于信号中最高频率成份的两倍,这称之为采样定理。
9. 2、 对模拟信号 进行采样,每个周期取9个采样点,得到数字信号x[n],此时的采样频率为( )Hz,数字频率为
题目有问题
10. 在对模拟信号进行数字谱分析的过程中,分别需要对信号进行哪些处理
1、确定有用信号的频带,在采样之前进行必要的幅度调整和滤波;
2、根据精度要求和信号频率确定是否需要采样保持(一般是需要采样保持的);
3、确定采样频率,选合适的AD转换器进行AD转换。