北工大测试技术基础考前复习ppt课件.ppt

《北工大测试技术基础考前复习ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北工大测试技术基础考前复习ppt课件.ppt（45页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础第一章第一章 信号及其描述信号及其描述北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础 一般说来，测试系统由传感器、中间变换装置和一般说来，测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。显示记录装置三部分组成。（1）测试系统组成）测试系统组成信息转换信息转换信息提取信息提取北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础 传感器是能感受规定的传感器是能感受规定的被测量被测量并按一定规律转换并按一定规律转换为为有用信号有用信号的器件或装置。通常由敏感器件、转换器的器件或装置。通常由敏感器件、

2、转换器件和电子线路组成。件和电子线路组成。辅助电源辅助电源敏感元件敏感元件转换元件转换元件基本转换电路基本转换电路被测量被测量电量电量（2）传感器定义及其分类）传感器定义及其分类北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础1、按传感器敏感的工作原理，分为物理型、化学型、生物型等、按传感器敏感的工作原理，分为物理型、化学型、生物型等 其中，物理型又可分为：其中，物理型又可分为：结构型与物性型结构型与物性型两大类两大类 2、根据传感器的能量转换情况，可分为、根据传感器的能量转换情况，可分为能量控制型传感器能量控制型传感器和能能 量转换型传感器量转换型传感器3、按照物理原理分类：

3、光电、热电、压电等、按照物理原理分类：光电、热电、压电等4、按照传感器的用途分类、按照传感器的用途分类 ：位移、压力、振动、温度传感器：位移、压力、振动、温度传感器6、根据传感器输出信号：模拟信号和数字信号、根据传感器输出信号：模拟信号和数字信号 5、根据转换过程可逆与否、根据转换过程可逆与否 ：单向和双向：单向和双向 (磁致与磁弹磁致与磁弹)7、根据传感器使用电源与否：有源传感器和无源传感器、根据传感器使用电源与否：有源传感器和无源传感器 北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础1、物性型物性型依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换的。依靠敏感元件材料本身物

4、理性质的变化来实现信号变换的。例如，例如，水银温度计利用了水银的热胀冷缩性质；利用了水银的热胀冷缩性质；压力测力计利利用石英晶体的压电效应等。用石英晶体的压电效应等。 2、结构型结构型依靠传感器结构参数的变化而实现信号转换的。依靠传感器结构参数的变化而实现信号转换的。例如，例如，电容传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础2、能量控制型：、能量控制型：也称有源传感器，是从外部供给能量使传也称有源传感器，是从外部供给能

5、量使传感器工作的，并且由被测量来控制外部供给能量的变化。感器工作的，并且由被测量来控制外部供给能量的变化。例如，电阻应变计中电阻接于电桥上，电桥工作能源由外部供例如，电阻应变计中电阻接于电桥上，电桥工作能源由外部供给，而由被测量变化引起电阻变化来控制电桥输出。给，而由被测量变化引起电阻变化来控制电桥输出。电感温度电感温度计、电容测振仪计、电容测振仪等均属于此类传感器。等均属于此类传感器。1、能量转换型：、能量转换型：也称无源传感器，是直接由被测对象输入也称无源传感器，是直接由被测对象输入能量使其工作的。能量使其工作的。例如，例如，热电偶温度计热电偶温度计、弹性压力计弹性压力计等。在这种情况下，

6、由于被等。在这种情况下，由于被测对象与传感器的能量交换，必然导致被测对象状态的变化和测对象与传感器的能量交换，必然导致被测对象状态的变化和测量误差。测量误差。北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础 为深入理解信号的物理实质，将其进行分类研究。为深入理解信号的物理实质，将其进行分类研究。从不同角度观察，信号可分为：从不同角度观察，信号可分为：p 从从信号描述信号描述上上 确定性信号与非确定性信号；确定性信号与非确定性信号；p 从从信号幅值和能量信号幅值和能量 能量信号与功率信号；能量信号与功率信号；p 从从连续性连续性 连续信号与离散信号；连续信号与离散信号；p 从从可

7、实现性可实现性 物理可实现信号与物理不可实物理可实现信号与物理不可实现信号。现信号。（3）信号分类方式）信号分类方式北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础p 确定性信号与非确定性信号确定性信号与非确定性信号 可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。号。不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。2.2 信号的分类信号的分类 与描述与描述-分分类类北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础若自变量为时间：连续时间信号与离散时间信号若自变量为时间：连续时间信号

8、与离散时间信号 时间时间幅值幅值连续连续离散离散连续连续模拟信号模拟信号 量化信号？量化信号？离散离散采样信号采样信号数字信号数字信号2.2 信号的分类信号的分类 与描述与描述-分分类类00.020.040.060.080.1-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81Time (s)Amplitude 数字信号数字信号（4）离散与连续信号的特点）离散与连续信号的特点北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础正交三角函数系正交三角函数系(n=1,2,3,)1000sincos)(nnntnbtnaatx傅立叶系数傅立叶系数tn, tn00sincos1

9、,（5）周期函数的傅里叶级数展开）周期函数的傅里叶级数展开展开思想：满足狄里赫利条件的任意函数展开思想：满足狄里赫利条件的任意函数x(t)在考察在考察区间内可由正交函数系的区间内可由正交函数系的线性组合线性组合表示。表示。2.3.1 傅立叶级数的三角函数展开式傅立叶级数的三角函数展开式0,nnaab北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础2.3 周期信号与离散频谱周期信号与离散频谱 22nnnbaA,.3,2, 1narctannnnab100sin)(nnntnAatxnAn谐波谐波(n0)幅值幅值谐波谐波(n0)初相角初相角; ttntxa/T/TTn2202000

10、d)cos(000/210/2( ) 1d ;TTTax tt傅立叶系数傅立叶系数计算公式计算公式; ttntxb/T/TTn2202000d)sin(正交三角函数系正交三角函数系(n=1,2,3,)10cosnt0sinnt北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础2.3 周期信号与离散频谱周期信号与离散频谱 正交复指数函数系正交复指数函数系0jent0, 1, 2,.n 0/2j/21( )ed0, 1, 2,TntnTCx ttnT 傅傅立立叶级数的复系数叶级数的复系数nC2.3.2 傅立叶级数的复指数函数展开式傅立叶级数的复指数函数展开式jjjj1jcos(ee)

11、;sin(ee)22tttttt由欧拉公式由欧拉公式：代入代入傅立叶级数三角表达式，整理得到傅立叶级数三角表达式，整理得到：0j( )e0, 1, 2,ntnnx tCn 1(j)2nnnCab北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础解：解：例例2 求周期矩形脉冲的频谱，设周期矩形脉冲的求周期矩形脉冲的频谱，设周期矩形脉冲的周期为周期为 ，脉冲宽度为，脉冲宽度为 ，如图所示。，如图所示。 T2.3 周期信号与离散频谱周期信号与离散频谱 0sincsinc2nnnCTTT 0, 1, 2,n 傅傅立立叶级数的复系数叶级数的复系数nC00jj( )esincentntnnn

12、nx tCTT北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础幅频谱幅频谱相频谱相频谱Cnn-6/-4/-2/02/4/6/00.25-6/-4/-2/02/4/6/0 周期矩形脉冲的频谱周期矩形脉冲的频谱(T= 4) 2.3 周期信号与离散频谱周期信号与离散频谱 ,n,nTCn2102sinc0周期矩形脉冲周期矩形脉冲信号主带带宽信号主带带宽2C频谱峰值频谱峰值T/谱线间隔谱线间隔2 /T 考虑考虑: :当周期矩形脉冲信号的当周期矩形脉冲信号的周期周期T和和脉宽脉宽改变时改变时, ,频谱如何变化？频谱如何变化？北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础C

13、nCn2.3 周期信号与离散频谱周期信号与离散频谱 2C带宽带宽频谱峰值频谱峰值T/2T谱线间隔谱线间隔p脉冲宽度脉冲宽度变化变化(T=2s不变不变)-100-500501000-100-500501000-100-500501000-100-5005010001/81/161/4(=1/4T) (=1/16T) (=1/8T) (=1/32T) 1/32n0n0n0n0CnCn 当信号周期不变而脉宽减小时，谱线的间隔不变，当信号周期不变而脉宽减小时，谱线的间隔不变，信号信号频谱幅值减小频谱幅值减小。脉冲宽度愈窄脉冲宽度愈窄，信号的，信号的带宽愈大带宽愈大，从而使得频带中包含的频率分量愈多。从

14、而使得频带中包含的频率分量愈多。北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础-80-60-40-200204060800-80-60-40-200204060800-80-60-40-200204060800-80-60-40-2002040608002.3 周期信号与离散频谱周期信号与离散频谱 2C带宽带宽频谱峰值频谱峰值T/2T谱线间隔谱线间隔p信号周期信号周期T变化变化(=0.25s不变不变)1/81/161/4(T=4) (T=16) (T=8) (T=32) 1/32n0n0n0n0CnCnCnCn周期增大而脉宽不变时，各频率分量幅值变小。周期增大而脉宽不变时，各

15、频率分量幅值变小。周期周期T愈大，信号谱线间隔愈小。愈大，信号谱线间隔愈小。北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础2.3 周期信号与离散频谱周期信号与离散频谱 若周期趋于无限大，周期信号变成非周期信号。若周期趋于无限大，周期信号变成非周期信号。此时，谱线间隔趋近于零，整个谱线成为连续频谱。此时，谱线间隔趋近于零，整个谱线成为连续频谱。讨论：讨论：T趋于无穷大的情况？趋于无穷大的情况？-80-60-40-2002040608000.10.2离散频谱离散频谱连续频谱连续频谱n0Cn周期信号周期信号(T有限有限)非周期信号非周期信号(T无穷大无穷大)ttx(t)xT(t)北

16、京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础 dede21ede2dj-jj-jttttttxttxtx 在区间在区间 内，周期函数内，周期函数 的傅立叶级的傅立叶级数展开式为：数展开式为：)(tx)2/,2/(TT00/2jj/21( )( )edeTntntTnx tx ttT2.4 .1 傅立叶变换傅立叶变换(1) 当T时，区间(-T/2,T/2)变成(-, )；(2) 频率间隔=0=2/T变为无穷小量d；(3) 离散频率n0变成连续频率 。北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础jj1( )( )eded2ttx tx tt(1)2.4 .1

17、傅立叶变换傅立叶变换将式(1)中括号中的积分记为X()：它是变量的函数。则(1)式可写为：j( )( )edtx tX将X()称为x(t)的傅立叶变换，而将x(t)称为X()的逆傅立叶变换，记为：)()(Xtxj1( )( )ed2tXx tt与时间与时间t无关无关北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础若将上述变换公式中的角频率用频率 f 来替代，则j2( )( )edftX fx ttj2( )( )edftx tX ff)()(fXtx)()(Xtx( )2( )X fX一个非周期函数可分解成频率一个非周期函数可分解成频率f连续变化的谐波的叠加连续变化的谐波的叠加

18、;X(f)=|X(f)|ej(f)|X(f)|称非周期信号称非周期信号x(t)的幅值谱的幅值谱, (f)称为称为x(t)的的相位谱。相位谱。j1()( )ed2tXx ttj( )( )edtx tX北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础例例3 图示矩形脉冲图示矩形脉冲(又称窗函数或门函数又称窗函数或门函数)，用符号，用符号Rec(t) 表示：表示：其它,Tt,t021)Rec(求该函数的频谱。求该函数的频谱。解：解：2.4 .1 傅立叶变换傅立叶变换-算例算例0,sinc02( ),sinc02TT 其幅频谱和相频谱分别为其幅频谱和相频谱分别为 ：j/2j/2j/2

19、j/21Rec( )Rec( )ed211 ed21eej2sin2sinc2222tTtTTTtttTTTTT Recsinc22TTRec(t)t-T/2T/21北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础 矩形脉冲函数与矩形脉冲函数与sinc函数之间是一对傅立叶变换对函数之间是一对傅立叶变换对2.4 .1 傅立叶变换傅立叶变换-算例算例 -4/T -2/T 02/T 4/T0T/2GT() 矩形脉冲函数的频谱 0-4/T -2/T 0 2/T 4/T()-4/T -2/T 0 2/T 4/T0T/2|GT()|t-T/2T/2频谱频谱幅频谱幅频谱相频谱相频谱Rect(

20、 )sinc22TTtRect( )sinc tTfT或或1Rec(t)北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础周期信号周期信号(T有限有限)非周期信号非周期信号(T无穷大无穷大)xT(t)x(t)tt傅里叶级数傅里叶级数傅里叶变换傅里叶变换000j2021( )edTntnTCx ttTj1( )( )ed2tXx tt傅里叶级数（频谱）傅里叶级数（频谱）傅里叶变换傅里叶变换( (频谱密度函数频谱密度函数) )00011( )limlim22nnTfCXCTf北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础1. 奇偶性奇偶性2. 对称性对称性3. 线性

21、叠加线性叠加4. 时间尺度变换性时间尺度变换性 5. 时移性时移性6. 频移性（亦称调制性）频移性（亦称调制性）7. 卷积卷积（6）傅立叶变换的性质）傅立叶变换的性质北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础(7) 卷积与卷积与函数特性函数特性)()(fXtx)()(fHth)()(21)()(fHfXthtx频域卷积频域卷积如果有如果有则则)()(fXtx)()(fHth)()()()(fHfXthtx时域卷积时域卷积如果有如果有则则式中式中 表示表示 与与 的卷积。的卷积。)()(thtx)(tx)(th2.4 .2 傅立叶变换的性质傅立叶变换的性质北京工业大学机电学

22、院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础 由由函数采样性质函数采样性质其中其中x(t)在在t=t0时是连续的。时是连续的。 单位脉冲函数单位脉冲函数(t)的傅立叶变换的傅立叶变换 ：)()()(00txdttttx1)()()(dtettFXtj1)(t(t)及其傅立叶变换及其傅立叶变换 12.4.3 典型信号的频谱典型信号的频谱北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础 时移单位脉冲函数时移单位脉冲函数(t-t0)的傅立叶变换对：的傅立叶变换对： 常数常数1的傅立叶变换对：的傅立叶变换对： )()(21f0)(0tjett2.4.3 典型信号的频谱典型信号的频谱对

23、称性对称性时移性时移性)(200tje频移性频移性北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础(8) 随机信号统计与相关函数随机信号统计与相关函数2.4 .2 傅立叶变换的性质傅立叶变换的性质222xxx方差方差 与均值与均值 、均方值、均方值 之间的关系为之间的关系为x2x2xp 概率密度函数概率密度函数- - 概率密度函数是指一个随机信号的瞬时值落在指定概率密度函数是指一个随机信号的瞬时值落在指定区间区间 内的概率对内的概率对 比值的极限值。比值的极限值。x),(xxx北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础 yxyxyxyxyxRyxyxxxR

24、R2p 自相关函数自相关函数 和互相关函数和互相关函数 的性质：的性质： )(xR)(xyR2222)(xxxxxR(3)在整个时移域在整个时移域 内，内， 的取值范围为：的取值范围为：)()(xR 的取值范围则为：的取值范围则为：)(xyR(4)2.5.3 相关分析相关分析 xxxxR22 yxxxxyxyR北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础 00200sinsinA11TTTxdtttTdttxtxTlimRcos2)sin(sin2)(2020AdARTx例例 求正弦函数求正弦函数 的自相关函数。的自相关函数。解：正弦函数解：正弦函数 是一个是一个均值为零均

25、值为零的各态历经随机过程，其的各态历经随机过程，其各种平均值可用一个周期内的平均值来表示。各种平均值可用一个周期内的平均值来表示。令 , 则 ,由此得 正弦函数的自相关函数是一个与原函数具有相同频率的余弦正弦函数的自相关函数是一个与原函数具有相同频率的余弦函数，它保留了原信号的幅值和频率信息，但失去了原信号的函数，它保留了原信号的幅值和频率信息，但失去了原信号的相位信息。相位信息。 自相关函数可用来检测淹没在随机信号中的周期分量。自相关函数可用来检测淹没在随机信号中的周期分量。t)sin()(tAtx/ddt )(tx2.5.3 相关分析相关分析北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术

26、基础测试技术基础x(t)为实函数，故为实函数，故X( -f )=X*( f )，于是有，于是有巴塞伐尔定理：巴塞伐尔定理：信号在时域中计算的总能量等于它在频信号在时域中计算的总能量等于它在频域中计算的总能量。域中计算的总能量。|X(f)|2称能量谱，它是沿频率轴的称能量谱，它是沿频率轴的能量分布密度。能量分布密度。自谱密度函数与幅值谱之间的关系为自谱密度函数与幅值谱之间的关系为 dffXdffXfXdttx*22 2X1limfTfSTx2.5.4 功率谱分析功率谱分析北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础第二章 数字信号处理技术北京工业大学机电学院北京工业大学机电学

27、院测试技术基础测试技术基础p 测试信号数字化处理的基本步骤测试信号数字化处理的基本步骤物理信号物理信号对象对象传传感感器器电信号电信号放放大大调调制制电信号电信号A/D转换转换数字信号数字信号计计算算机机显显示示D/A转换转换电信号电信号控制控制物理信号物理信号3.1 数字信号处理概述数字信号处理概述北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础3.2 模数模数(A/D)和数模和数模(D/A)p 模数模数(A/D)转换过程转换过程A/D转换过程包括：转换过程包括：采样采样、保持、量化和编码、保持、量化和编码 采样间隔采样间隔； 序列长度（采样点数）序列长度（采样点数） 采样频

28、率采样频率；sTNsfssTf/1sTTN/s101001 . 010tNTfss012345678910-101Time(s)Amplitude(v)北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础p采样频率的选择采样频率的选择采样间隔太小（采样频率高）采样间隔太小（采样频率高） 当记录时间长度一定时，采样点数增加，采集卡当记录时间长度一定时，采样点数增加，采集卡所需内存增加，计算工作量增大；所需内存增加，计算工作量增大； 当采样点数固定时，只能采集较短时间历程。当采样点数固定时，只能采集较短时间历程。采样间隔过大（采样频率低）采样间隔过大（采样频率低）出现出现频率混叠频率混

29、叠，可能丢掉有用的信息。，可能丢掉有用的信息。3.3 信号数字化过程及主要问题信号数字化过程及主要问题北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础A/D采样前的抗混叠滤波采样前的抗混叠滤波物理信号物理信号对象对象传传感感器器电信号电信号放放大大调调制制电信号电信号A/D转换转换数字信号数字信号展开展开低通滤波低通滤波(0Fs/2)放大放大3.3 信号数字化过程及主要问题信号数字化过程及主要问题p采样定理采样定理 北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础3.3 信号数字化过程及主要问题信号数字化过程及主要问题时域采样时域采样举例-利用计算机计算信号频谱

30、的过程频谱连续频谱连续时域离散时域离散频谱混叠？频谱混叠？北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础时域截断时域截断3.3 信号数字化过程及主要问题信号数字化过程及主要问题举例-利用计算机计算信号频谱的过程频谱连续频谱连续时域离散时域离散皱波？皱波？序列点数为序列点数为N北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础频域采样频域采样)()(*)(*)(fDfWfSfX)(*)()()(tdtwtstxtfsT1)(td)( fD3.3 信号数字化过程及主要问题信号数字化过程及主要问题1、举例-利用计算机计算信号频谱的过程频谱离散频谱离散时域离散时域离散f

31、=fs/N=1/T序列点数为序列点数为N序列点数也为序列点数也为NsT1时域周期延拓时域周期延拓北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础如果信号中的频率分量与频率取样点不重合，则只如果信号中的频率分量与频率取样点不重合，则只能按四舍五入的原则，取相邻的频率取样点谱线值能按四舍五入的原则，取相邻的频率取样点谱线值代替。代替。 栅栏效应栅栏效应：对信号进行：对信号进行频域采样频域采样，实质上是，实质上是“摘取摘取”采样点上对应的数值，其效果如透过栅栏的缝隙观采样点上对应的数值，其效果如透过栅栏的缝隙观看外景一样，只有落在缝隙前少数景象被看到，其看外景一样，只有落在缝隙前少数

32、景象被看到，其余都被挡住，视为零，这种现象被称为栅栏效应。余都被挡住，视为零，这种现象被称为栅栏效应。栅栏效应栅栏效应北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础3.4 DFT与与FFT时域连续信号时域连续信号时域采样时域采样离散信号离散信号频域采样频域采样离散信号离散信号(DFT)北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础3.4 DFT与与FFT北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础DFT后的频谱后的频谱)()(*)(*)(fDfWfSfX)(*)()()(tdtwtstxtfsT13.3 信号数字化过程及主要问题信号数字化

33、过程及主要问题举例-利用计算机计算信号频谱的过程真实频谱真实频谱引起频谱计算误差的因素有哪些？引起频谱计算误差的因素有哪些？1、时域采样、时域采样2、时域截断、时域截断3、频域采样、频域采样北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础 为减少信号能量泄漏，可采用不同截断函数对信为减少信号能量泄漏，可采用不同截断函数对信号进行截断，截断函数称为号进行截断，截断函数称为窗函数，简称为窗窗函数，简称为窗。 所选择的窗函数应力求其频谱主瓣宽度窄、旁瓣所选择的窗函数应力求其频谱主瓣宽度窄、旁瓣幅度小，窄的主瓣可提高频率分辨能力；小的旁瓣可幅度小，窄的主瓣可提高频率分辨能力；小的旁瓣可

34、减少泄漏，以使减少泄漏，以使截断后的信号频谱更接近于真实频谱。截断后的信号频谱更接近于真实频谱。 截断、泄漏和窗函数截断、泄漏和窗函数l 矩形窗函数的频谱是无限带宽的矩形窗函数的频谱是无限带宽的sinc函数，无论采样函数，无论采样率多高，信号总会不可避免的出现混叠，故信号截断率多高，信号总会不可避免的出现混叠，故信号截断必然导致频谱计算误差。必然导致频谱计算误差。北京工业大学机电学院北京工业大学机电学院测试技术基础测试技术基础常用窗函数常用窗函数截断、泄漏和窗函数截断、泄漏和窗函数x(t)X(f)主瓣主瓣旁瓣旁瓣l 窗函数的优劣可通过以下标准进行判定：窗函数的优劣可通过以下标准进行判定： 最大旁瓣峰值与主瓣峰值之比；最大旁瓣峰值与主瓣峰值之比； 最大旁瓣最大旁瓣10倍频程衰减率（课后作业）倍频程衰减率（课后作业） 主瓣宽度主瓣宽度