2019一级结构工程师《计算机应用基础》知识点：模拟信号

　　模拟信号

　　1 .模拟信号的描述方法

　　模拟信号是连续时间信号，它可分为周期性信号和非周期性信号两种类型。它们都是由一系列频率、幅度和相位各不相同的正弦交流信号，即所谓的谐波信号叠加而成，故模拟信号可以描述为频率函数的形式。可见，模拟信号既是时间信号又是频率信号，在模拟信号分析中总是从时间域和频率域两个角度加以描述、分析和处理。从这个意义讲，正弦信号在模拟信号分析中具有特别重要的意义。

　　2 .模拟信号的时间域描述

　　模拟信号在时间域中可以用连续的时间函数加以描述，即：周期信号用周期时间函数描述;非周期信号用非周期时间函数描述。

　　如交流电压信号是一种周期信号，在时间域中它描述为：

　　u ( t )=um sin ( ωt+ψ)

　　阶跃信号是一种非周期信号，它可以借助所谓的单位阶跃函数

　　3.模拟信号的频率域描述

　　模拟信号的频率域描述是建立在模拟信号分析的基础之上的。

　　(1)周期信号的分析与频谱

　　( 2 )非周期信号分析与频谱

　　模拟信号的普遍形式是非周期信号，因此，对非周期信号描述是模拟信号描述的一般性问题。对于非周期信号，可以定义为周期 T→∞(或 f=0 )的周期信号。当周期趋于无穷大时，由上述 ④ 知，各次谐波之间的谱线距离趋于消失，信号的频谱从离散形式变成了连续形式。

　　(3)模拟信号的频率域描述

　　从上述( 1 )、( 2 )分析中，可知：频率域是一个复数域，时间域是一个实数域，在实数域中，模拟信号可描述为时间函数;在复数域中，模拟信号可描述为频率的函数。因此，模拟信号既是时间的信号又是频率的信号。

　　4 .模拟信号的处理

　　在系统中，对信号的处理服从于信息处理的需要。如信号增强服务于信息的增强，信号的滤波、整形则服务于信息的识别和提取，信号之间的算术运算、微分积分运算则服务于信息的处理。

　　(1)模拟信号增强

　　模拟信号放大的核心问题是保证放大前后的信号是同一信号，即经过放大处理后的信号的波形或频谱结构保持不变，也即信号所携带的信息保持不变。这一目标的实现受较多因素的影响，如：①电子器件的非线性问题; ② 电子电路的频率特性问题; ③ 电路内部电子噪声和外部的干扰信号问题等。

　　(2)模拟信号滤波

　　从模拟信号中滤除部分谐波信号称为滤波。滤波有三种类型：低通滤波、高通滤波和带通滤波。

　　①低通滤波，指从模拟信号中滤除所有频率高于某一特定值(fH)的谐波信号。它通过低通滤波器实现。低通滤波器的通带和阻带分别为 ( 0 ，fH)和(fH，∞)。

　　②高通滤波，指从模拟信号中滤除所有频率低于某一特定值(fL)的谐波信号。它通过低通滤波器实现。高通滤波器的通带和阻带分别为(fL，∞)和( 0 ，fL)。

　　③带通滤波，指从模拟信号中滤除一定频率区间(ffH)内的谐波信号。

　　(3)模拟信号变换

　　从信息处理的角度，信号变换是从信号中提取信息的重要手段。如通过信号相加提取求和信息，从相减提取差异信息，通过比例变换提取增强后的信息，从微分变换提取信号时间变化率信息，从积分变换提取信号对时间的累积信息等。

　　(4)模拟信号识别

　　信号识别是从一种夹杂着许多其他信号的信号中把所需要的信号提取出来。它是信息提取的一种前期处理过程。

　　信号识别的主要方法是利用频率差异，采用滤波器滤除夹杂信号。但由于滤波器并非理想的，故对于与信号频率相通的夹杂信号，滤波器无能为力。其次，通过增强信号自身强度进行识别，但对于微弱信号，这种方法也有其局限性。

　　例：

　　1.周期信号中的谐波信号频率是()

　　A固定不变的;

　　B按周期信号频率的偶数倍变化

　　C按周期信号频率的奇数倍变化;

　　D 按周期信号频率的整数倍变化

　　据周期信号的傅立叶级数形式，谐波信号频率是按整数倍变化的，故应选D

　　2.周期信号的频谱是(A)

　　A.离散的

　　B.连续的

　　C.幅度频谱有离散的也有连续的

　　D .幅度频谱是离散的，相位频谱是连续的