彩色全电视信号频谱分析

本科学年论文

论文题目：彩色电视信号的编码及解码的频谱分析院系：信息学院

专业：电子信息科学与技术

学号：

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指导教师：

二零一二年七月

一、彩色全电视信号的编码及解码的频谱分析

彩色全电视信号（CVBS,Composit Video-Blanking-and-Sync）主要是其中的

视频信号用来控制显像管的电子束。只要是收，发两端的扫描规律一致，并且扫描

与电子束控制配合得当，就可以从显图像。在电视机中，同步分离时要产生一些延

时，消隐信号又多用自己产生的，若与视频信号配合不当，将影响图像质量。因此，

了解电视标准是很有意义的。在多媒体技术和电视行业，全电视信号是由亮度信号

和色差信号组成的视频信号、音频信号以及同步信号在内的一帧电视信号。彩色全

电视信号由多个信号组成，通过应用MATLAB进行仿真可以帮我们清楚地了解并记

忆，把抽象的文字信息用具体的图像信号表现出来，能够直观地分析其频谱，发现

并解决问题。MATLAB具有很多优势，在以后的学习中我们还会遇到很多类似的问题，

能够熟练掌握MATLAB，即将给我们带来很多便利。

（一）彩色全电视信号的编码过程及频谱分析

1、 PAL制彩色全电视信号的编码过程

所谓编码就是把三基色电信号R、G、B编制成彩色全电视信号FBAS的过程,编

码器就是用来编码的电路。具体是由摄像机中红、绿、蓝摄像管(或CCD片)分别输

出的R、G、B三个基色信号被矩阵电路处理后，得到Y、R—Y、B—Y三路输出。矩

阵电路就是将若干信号按所需比例组合起来的电路。色差信号的带宽由0～1．3MHz

的低通滤波器进行限制，而亮度信号的频带宽度为6MHz，不需再由滤波器加以限制。

信号通过宽带滤波器后会产生延时，所以色差信号通过滤波器后将会比亮度信号有

少量延时(约0．6s)。为了使亮度信号和色度信号同时到达加法器，在亮度通道中

就必须加入相应的延时补偿电路。

B—Y信号与相位为0°的副载波一起送到U平衡调制器，得到的调幅信号Fu

输往加法器；R—Y信号和由电子倒相开关送来的相位为90°的逐行倒相的副载波一

同送往V平衡调制器，得到的调幅信号Fv也送往加法器。Fu与Fv在加法器中相加，

便得到正交调幅的色度信号F(或C)。

表达式：F=FU±FV=UsinωSCt±VcosωSCt =Fmsin(ωSCt+φ) 由加法器得到的逐行倒相正交平衡调幅的色度信号，通过谐波滤波器滤除副载

波的高次谐波后再送至加法器电路，与亮度信号、复合同步信号、消隐信号混合成彩色全电视信号，最后送至发射机调制图像载波。

电视机的解码是编码的逆过程。编码器对R、G、B三基色信号进行处理，然后将其变换成视频信号输出；而解码器则是从视频信号中再变换出R、G、B三基色信号。

1.1彩色电视机编码框图及过程：

1.2具体编码过程如下:

(1)将经过γ校正的R、G、B三基色电信号通过矩阵电路,变换成亮度信号Y和色差信号(R-Y)和(B-Y)。

(2)为了减小亮度信号对色度信号的干扰,让Y信号通过一个中心频率为副载波频率

FSC的陷波器并经过放大后与行、场同步及消隐信号相混合。

(3)色差信号(R-Y)和(B-Y)经幅度加权和频带压缩后,得到已压缩信号U和V。

(4)色度信号F、色同步信号Fb、亮度信号Y与消隐信号A、同步信号S经混合电路后输出彩色全电视信号FBAS。

2、编码过程中重要信号的频谱分析

2.1、通过用MATLAB 仿真编码电路，连接整个电路如图：

2.2通过仿真电路，获得的频谱波形：

（1）亮度信号Y的频谱分析图：

由图可看出亮度信号有直流分量。

（2）色差信号R-Y的频谱分析图：

由图可看出色差信号是交流信号。

（3）色差信号B-Y的频谱分析图：

由图可看出色差信号是不含有直流成分，是交流信号，奇对称。在不计较显像管失真及传输系统非线性失真的情况下还可以证明色差信号受到干扰时，将不影响亮度信号，也不反映到图像的亮度上。

（4）色度信号F的频谱分析图：

（5）色度信号Fv的频谱分析图：

由图可看出色度信号是不含有直流成分的，色度信号的主要参数有相对幅度、饱和度和频带宽度，色度信号的频谱图, 代表各彩条的色度信号的振幅和相位, 不同色调的矢量处在平面不同位置上，虽然被传送的彩色都是100%饱和度, 但色度信号的长度不尽相同，只有互补的两个彩色矢量长度是相同的, 因为互补的二色相加应为白色, 即此二色的色度信号矢量之和应为零。色调相同而饱和度不同的彩色, 其色度信号的初相角不变。

（6）全电视信号FBAS的频谱分析图如图所示：

从图中可以看出基波频率为15625行频，它是视频单极性信号, 既有直流成分, 又含有交流成分, 且是上下不对称的信号, 占有0-6MHz的频带宽度。

（二）彩色全电视信号的解码过程及频谱分析

1、PAL制彩色全电视信号的解码过程

解码矩阵电路作用是首先将R-Y、B-Y通过矩阵变换得到G-Y，然后在由Y与R-Y、B-Y、G-Y形成三基色信号R、G、B，送显像管的三个阴极。

彩色全电视信号送入解码器后，一路送至亮度通道，将色度信号滤除掉，让亮度信号通过延时放大后送入解码矩阵电路。另一路送入色度通道，利用色带通选出色度信号分成两路，一路进入色同步选通放大器，选出三同步信号送入鉴相器及识别检波电路；另一路输出送至延时分离电路，把两个色度分量分离处理，分别送入U、V同步检波器。

在鉴相器中，色同步信号与色负载波压控振荡器送来的色负载波信号进行比较，鉴相器输出一个与两信号相位差成正比的控制电压，经过低通滤波器后变成直流控制电压去控制色负载波压控振荡器的频率和相位，使它与发送端同步。一路0度的色负载波进入U同步检波器，对Fu分量进行解调；另一路先经过90度的移相，再经过PAL识别与倒相开关电路逐行倒相后，得到正负90度的色负载波送入V同步检波器对Fv分量进行解调。

U、V同步检波器输出的色差信号经放大器放大和去压缩后恢复了色差信号，送入解码矩阵电路。与亮度信号一起在解码矩阵电路变换为三基色信号完成解码。

1.1彩色电视机解码框图及过程：

1.2具体解码过程如下:

(1)用频率分离法将FBAS分离为亮度信号Y、消隐信号A、同步信号S、色度信号F和色同步信号Fb，将彩色全电视信号FBAS经4.43MHZ陷波器和带通滤波器进行频率分离。

(2)用频率分离的方法，将色度信号F和色同步信号Fb分开

由于色度信号在行扫描正程出现，色同步信号在行扫描逆程出现，所以可以用色同步选通电路，将色度信号与色同步信号按时间分离法进行分离。

(3)用梳妆滤波器将色度信号中的Fu、Fv信号分离

色度信号F经延时一个行扫描周期后、分别与直通信号相加与相减从而把色度信号中的FV和FU分离出来。用频率和相位双重分离的方法，将色度信号中的两个正交分量U、V信号分开，再用低通滤器分离出U、V信号

(4) U、V信号经放大和矩阵电路输出三个色差信号R-Y,B-Y,G-Y

(5)将亮度信号Y和两个色差信号R-Y,B-Y送入矩阵电路，还原成三个基色R、G、

B

2、解码过程中重要信号的频谱分析

2.1、通过用MATLAB 仿真解码电路，连接整个电路如图：

2.2通过仿真电路，获得的频谱波形：

（1）FBAS全电视信号的频谱分析图：

由图可看出FBAS是交流信号，放大后可以看到它的主谱线和副谱线。色度信号的载频就是副载频f SC, 每当色度信号变化一周, 相当于屏幕上显示出一亮点与一暗点, 这样, 每扫描一行将出现200多个亮点, 又因一行中所包含的副载波周期并不是整数, 相邻行光栅上出现的干扰亮点并不是排列整齐的。

（2）亮度信号Y的频谱分析图：

由图可看出亮度信号Y含有直流成分。亮度信号与色度信号错开f H, 两色度信号间错开。

（3）色度信号F的频谱分析图：

（4）色度信号Fv的频谱分析图：

由图可以看在最大传输点对准Fu主谱线的特性时，其吸收点也正好对准±Fv 的主谱线；又由于±Fv系逐行倒相的，才使两个色度分量的主谱线正好错开半行。（5）（色度信号）F+Fb（色同步信号）的频谱分析图：

从图可以看出色度信号是交流信号，延时后色度信号的副载波相位要与延时前相同或者相反（相位差为0°或者180°）。

（6）（色度信号）F+Fb（色同步信号）+Y（亮度信号）的频谱分析

（7）Fu和Fv信号频谱分析图：

由图可以看出Fu和Fv信号不含直流成分。U信号对副载波进行平衡调幅, 所产生的FU色度分量的频谱图是由对称分布在副载频两边的旁频带组成。

(8)U和V信号频谱分析图：

（9）色差信号R-Y、B-Y的频谱分析图：

（10）R、G、 B三基色信号频谱分析图：

从图可以看出三基色R、G、B含有直流成分。

用频谱分析仪测量通信信号

用频谱分析仪测量通信信号 一、GSM信号的测量 现代高度发达的通信技术可以让人们在地球的任意地点控制频谱分析仪，因此就更要懂得不同参数设置和不同信号条件对显示结果的影响。 典型的全球移动通信系统(GSM)的信号测量如图1所示，它清楚地标明了重要的控制参数设置和测量结果。IFR2399型频谱分析仪利用彩色游标来加亮测量区域，此例中，被加亮的测量区域是占用信道和上下两个相邻信道的中心50kHz频带。 显示的水平轴(频率轴)中心频率为900MHz，扫频频宽为1MHz，而每一小格代表l00kHz。顶部水平线表示0dBm，垂直方向每一格代表10dB。信号已经被衰减了10dB，测量显示的功率电平已考虑了此衰减。 图1 GSM信道带宽显示和功率测量 GSM是以两个25MHz带宽来传送的：从移动发射机到基站采用890MHz到915MHz，从基站到移动接收机采用935MHz到960MHz。这个频带被细分为多个200kHz信道，而第50个移动发送信道的中心频率为900MHz，如图1所示。该信号很明显是未调制载波，因为它的频谱很窄。实际运用中，一个GSM脉冲串只占用200kHz稍多一点的信道带宽。 按照GSM标准，在发送单个信道脉冲串时，时隙持续0.58ms，而信道频率以每秒217次的变化速率进行慢跳变，再加上扫频仪1.3s的扫描时间，根据这些条件可以判定这是一个没有时间和频率跳变的静态测试，没有迹象表明900阳z的信号是间断信号。 为了保证良好的清晰度，选用1kHz的分辨带宽(RBW)滤波器。较新的频谱分析仪中的模拟滤波器的形状系数(3dB：60dB)为11，意思是60dB时滤波器带宽(从峰值衰减60dB)是3dB时滤波器带宽(从峰值衰减3dB)的11倍，即11kHz比1kHz。 与此相比，数字滤波器的形状系数还不到5。例如一个3dB带宽为50kHz的带通滤波器，其60dB带宽只有60kHz，这几乎是矩形通带。它保证在计算平均功率时只含有50kHz以外区域很小一点的功率。作为对比，如果分辨带宽RBW50kHz，使用前面提及的模拟滤波器而不是数字滤波器，其60dB带宽将为550kHz。 标记1处的信号电平是4.97dBm。为了使噪声背景出现在屏幕上，显示轨迹线已向上偏移了10dB(在图中不易察觉)，这是由于信号峰值被预先衰减10dB使其不超过顶部水平线，这也是信号峰值读数比参考电平高的原因。 图中，主信道功率(CHP)读数为7.55dBm，与峰值(标记1处)的读数4.978m不一致，其原因就是主信道功率是在50kHz测量带宽内计算的，而标记1的读数是峰值。公式1定义了在整个带宽内计算主信道功率的方法。 其中， CHPwr：信道功率，单位dBm CHBW：信道带宽 Kn：噪声带宽与分辨带宽之比 N：信道内象素的数目 Pi：以1mW为基准的电平分贝数(dBm)

实验报告三.信号的频谱分析

实验三 信号的频谱分析 时间：第 周 星期 节 课号： 院系专业： 姓名： 学号： 座号： ============================================================================================ 一、实验目的 1、观测周期矩形脉冲的频谱特性； 2、掌握对信号振幅频谱的顺序分析法——外差法； 二、实验预习 1、占空比%100%100??=?= f T ττ ，其中τ是正脉冲信号的脉冲宽度。 2、熟悉实验指导书第20页图1-26外差法原理 a 、()t f sn 为被测的矩形脉冲信号（矩形脉冲信号的频率为f ），其中包含的基波分量的频率为 ；二次谐波的频率为 ；n 次谐波的频率为 ； b 、L f 为本振信号（是一个正弦波）。为保证被测信号()t f sn 和本振信号通过混频器后的差频信号的频率为1KHz 。L f 的频率为 。 三、实验内容 (一) 测试KHz f 20=，脉宽s μτ10=，幅度为mv 800峰峰值的矩形正脉冲的频谱。 1、在实验箱上接好线路（注意正负12伏电源均接上） 2、输入信号的设置: )(t f sn ：mv KHz f 800V s 1020P -P S ===，，μτ的正脉冲，由信号源A 路输出。 L f ：其频率先从KHz 21开始，依次改变至KHz 41，KHz 61，……KHz 201，其幅度均为 成 绩 指导教师 批阅日期 t T τ

mv V P P L 600=-的正弦信号，由信号源B 路输出。 3、在L f (由信号源B 路输出)各频率点附近进行微调，使示波器上显示的输出波形最好，波形的峰峰值为最大； 记下此时信号源B 路输出频率值(即L f 实测值)和示波器上波形的峰峰值。完成表1-3-1内容的测试。 表格中：sn f 为L f 实测值减KHz 1的频率值。n C 为示波器上对应于各频率分量的峰峰值。 (二) 测试KHz f 100=，脉宽s μτ2=，幅度为mv 800峰峰值的矩形正脉冲的频谱。完成表1-3-2内容的测试。 表1－3－1 L f 理论值 (KHz ) L f 实测值(KHz ) (KHz)sn f (mv) n C 表1－3－ 2 L f 理论值 (KHz ) L f 实测值(KHz ) (KHz)sn f (mv) n C 4、实验过程中的故障现象及解决方法。

彩色全电视信号编码及重要信号的频谱分析

信息科学与技术学院 本科论文 论文题目：彩色全电视信号编码及重要信号的频谱分析院系：信息科学与技术学院 专业：08级电子信息科学与技术 学号：0814830014 姓名： 指导教师： 撰写学年：2010 至2011 学年 二零一一年六月

摘要 本文主要对彩色全电视编码过程及其重要信号与其频谱分析进行了详细论述。其中包括色差信号（R-Y,B-Y）,亮度信号Y,色度信号（U,FU,V,FV,F）以及行同步，场同步，消隐脉冲，色同步等信号以及最终合成的彩色全电视信号（FBAS）的波形图。此外，文中还介绍了与其相关的应用软件MATLAB 的历史与用途。 关键词MATLAB 彩色全电视信号亮度信号色度信号 大面积着色混合高频频谱交错

目录 引言 (3) 1彩色全电视信号的编码及关键信号的产生 (4) 1.1 MATLAB的历史及其应用 (4) 1.2彩色全电视信号的产生 (4) 1.2.1亮度信号的产生 (4) 1.2.2色度信号的产生 (6) 1.2.3同步信号 (9) 2 重要信号的频谱分析 (10) 2.2 PAL制的主要性能特点 (14) 3总结具体编码过程 (15) 参考文献 (16) 致谢 (17)

引言 为了使我们进一步认识彩色全电视信号的编码过程以及重要信号的频谱，我们特此进行了此次实验。 全电视信号（主要是其中的视频信号）还用来控制显像管的电子束。只要是收，发两端的扫描规律一致，并且扫描与电子束控制配合得当，就可以从显图像。在电视机中，同步分离时要产生一些延时，消隐信号又多用自己产生的，若与视频信号配合不当，将影响图像质量。因此，了解电视标准是很有意义的。 全电视信号中，各合成信号的电平关系是以同步信号电平为100%，黑电平（既消隐电平）为75%，白电平为0，其他亮度的电平介于0-75%之间，随图像内容变化。( 以同步信号的幅值电平作为100％；则黑色电平和消隐电平的相对幅度为75％；白色电平相对幅度为10％～12.5％；图像信号电平介于白色电平与黑色电平之间。) 在多媒体技术和电视行业，全电视信号是由亮度信号和色差信号组成的视频信号、音频信号以及同步信号在内的一帧电视信号。

连续时间信号的抽样及频谱分析-时域抽样信号的频谱--信号与系统课设

1 引言 随着科学技术的迅猛发展，电子设备和技术向集成化、数字化和高速化方向发展，而在学校特别是大学中，要想紧跟技术的发展，就要不断更新教学和实验设备。传统仪器下的高校实验教学，已严重滞后于信息时代和工程实际的需要。仪器设备很大部分陈 旧，而先进的数字仪器(如数字存储示波器)价格昂贵不可能大量采购，同时其功能较为单一，与此相对应的是大学学科分类越来越细，每一专业都需要专用的测量仪器，因此仪器设备不能实现资源共享，造成了浪费。虚拟仪器正是解决这一矛盾的最佳方案。基于PC 平台的虚拟仪器，可以充分利用学校的微机资源，完成多种仪器功能，可以组合成功能强大的专用测试系统，还可以通过软件进行升级。在通用计算机平台上，根据测试任务的需要来定义和设计仪器的测试功能，充分利用计算机来实现和扩展传统仪器功能，开发结构简单、操作方便、费用低的虚拟实验仪器，包括数字示波器、频谱分析仪、函数发生器等，既可以减少实验设备资金的投入，又为学生做创新性实验、掌握现代仪器技术提供了条件。 信号的时域分析主要是测量测试信号经滤波处理后的特征值，这些特征值以一个数值表示信号的某些时域特征，是对测试信号最简单直观的时域描述。将测试信号采集到计算机后，在测试VI 中进行信号特征值处理，并在测试VI 前面板上直观地表示出信号的特征值，可以给测试VI 的使用者提供一个了解测试信号变化的快速途径。信号的特征值分为幅值特征值、时间特征值和相位特征值。 尽管测量时采集到的信号是一个时域波形，但是由于时域分析工具较少，所以往往把问题转换到频域来处理。信号的频域分析就是根据信号的频域描述来估计和分析信号的组成和特征量。频域分析包括频谱分析、功率谱分析、相干函数分析以及频率响应函数分析。 信号在时域被抽样后,他的频谱X(j )是连续信号频谱X(j )的形状以抽样频率为间隔周期重复而得到,在重复过程中幅度被p(t)的傅里叶级数Pn加权。因为Pn只是n的函数,所以X(j )在重复的过程中不会使其形状发生变化。假定信号x(t)的频谱限制在- m~+ m的范围内, 若以间隔Ts对xa(t)进行抽样,可知抽样信号X^(t)的频谱X^(j )是以s为周期重复。显然,若在抽样的过程中s<2 m,则X^(j )将发生频谱混叠现象,只有在抽样的过程中满足s>=2 m条件,X^(j )才不会产生频谱的混叠,接收端完全可以由x^(t)恢复原连续信号xa(t),这就是低通信号抽样定理的核心内容。

频谱分析仪和信号分析仪的区别

在实验室和车间最常用的信号测试仪器是电子示波器。人的思维对时间概念比较敏感,每时每刻都与时域事件发生联系,但是信号往往以频率形式出现,用示波器观察最简单的调幅载波信号也不方便,往往显示载波时看不清调制仪,屏幕上获得的是三条谱线,即载频和在载频左右的调制频。调制方式越复杂,电子示波器越难显示,频谱分析器的表达能力强,频谱分析仪是名副其实的频域仪器的代表。沟通时间一频率的数字表达方法就是傅里叶变换,它把时间信号分解成正弦和余弦曲线的叠加,完成信号由时间域转换到频率域的过程。 早期的频谱分析仪实质上是一台扫频接收机,输入信号与本地振荡信号在混频器变频后,经过一组并联的不同中心频率的带通滤波器,使输入信号显示在一组带通滤波器限定的频率轴上。显然,由于带通滤波器由无源元件构成,频谱分析器整体上显得很笨重,而且频率分辨率不高。既然傅里叶变换可把输入信号分解成分立的频率分量,同样可起着滤波器类似的作用,借助快速傅里叶变换电路代替低通滤波器,使频谱分析仪的构成简化,分辨率增高,测量时间缩短,扫频范围扩大,这就是现代频谱分析仪的优点了。 矢量信号分析仪是在预定,频率范围内自动测量电路增益与相应的仪器,它有内部的扫频频率源或可控制的外部信号源。其功能是测量对输入该扫频信号的被测电路的增益与相位,因而它的电路结构与频谱分析仪相似。频谱分析仪需要测量未知的和任意的输入频率,矢量信号分析仪则只测量自身的或受控的已知频率;频谱分析仪只测量输入信号的幅度(标量仪器),矢量信号分析仪则测量输入信号的幅度和相位(矢量仪器)。由此可见,矢量信号分析仪的电路结构比频谱分析仪复杂,价位也较高。现代的矢量信号分析仪也采用快速傅里叶变换,以下介绍它们的异同。 频谱分析议和FFT颁谱分析议 传统的频谱分析仪的电路是在一定带宽内可调谐的接收机,输入信号经下变频后由低通滤器输出,滤波输出作为垂直分量,频率作为水平分量,在示波器屏幕上绘出坐标图,就是输入信号的频谱图。由于变频器可以达到很宽的频率,例如30Hz-30GHz,与外部混频器配合,可扩展到100GHz以上,频谱分析仪是频率覆盖最宽的测量仪器之一。无论测量连续信号或调制信号,频谱分析仪都是很理想的测量工具。 但是,传统的频谱分析仪也有明显的缺点,首先,它只适于测量稳态信号,不适宜测量瞬态事件;第二,它只能测量频率的幅度,缺少相位信息,因此属于标量仪器而不是矢量仪器;第三,它需要多种低频带通滤波器,获得的测量结果要花费较长的时间,因此被视为非实时仪器。 既然通过傅里叶运算可以将被测信号分解成分立的频率分量,达到与传统频谱分析仪同样的结果,出现基于快速傅里叶变换(F盯)的频谱分析仪。这种新型的频谱分析仪采用数字方法直接由模拟/数字转换器(ADC)对输入信号取样,再经FFT处理后获得频谱分布图。据此可知,这种频谱分析仪亦称为实时频谱分析仪,它的频率范围受到ADC采集速率和FFT运算速度的限制。

频谱分析仪基础知识性能指标和实用技巧

频谱分析仪基础知识性能指标及实用技巧 频谱分析仪是用来显示频域幅度的仪器，在射频领域有“射频万用表”的美称。在射频领域，传统的万用表已经不能有效测量信号的幅度，示波器测量频率很高的信号也比较困难，而这正是频谱分析仪的强项。本讲从频谱分析仪的种类与应用入手，介绍频谱分析仪的基本性能指标、操作要点和使用方法，供初级工程师入门学习；同时深入总结频谱分析仪的实用技巧，对频谱分析仪的常见问题以Q/A的形式进行归纳，帮助高级射频的工程师和爱好者进一步提高。 频谱分析仪的种类与应用 频谱分析仪主要用于显示频域输入信号的频谱特性，依据信号方式的差异分为即时频谱分析仪和扫描调谐频谱分析仪两种。完成频谱分析有扫频式和FFT两种方式：FFT适合于窄分析带宽，快速测量场合；扫频方式适合于宽频带分析场合。 即时频谱分析仪可在同一时间显示频域的信号振幅，其工作原理是针对不同的频率信号设置相对应的滤波器与检知器，并经由同步多工扫瞄器将信号输出至萤幕，优点在于能够显示周期性杂散波的瞬时反应，但缺点是价格昂贵，且频宽范围、滤波器的数目与最大多工交换时间都将对其性能表现造成限制。 扫瞄调谐频谱分析仪是最常用的频谱分析仪类型，它的基本结构与超外差式器类似，主要工作原理是输入信号透过衰减器直接加入混波器中，可调变的本地振荡器经由与CRT萤幕同步的扫瞄产生器产生随时间作线性变化的振荡频率，再将混波器与输入信号混波降频后的中频信号放大后、滤波与检波传送至CRT萤幕，因此CRT萤幕的纵轴将显示信号振幅与频率的相对关系。 基于快速傅立叶转换（FFT）的频谱分析仪透过傅立叶运算将被测信号分解成分立的频率分量，进而达到与传统频谱分析仪同样的结果。新型的频谱分析仪采用数位，直接由类比/数位转换器（ADC）对输入信号取样，再经傅立叶运算处理后而得到频谱分布图。 频谱分析仪透过频域对信号进行分析，广泛应用于监测电磁环境、无线电频谱监测、电子产品电磁兼容测量、无线电发射机发射特性、信号源输出信号品质、反无线窃听器等领域，是从事电子产品研发、生产、检验的常用工具，特别针对无线通讯信号的测量更是必要工具。另外，由于频谱仪具有图示化射频信号的能力，频谱图可以帮助我们了解信号的特性和类型，有助于最终了解信号的调制方式和机的类型。在军事领域，频谱仪在电子对抗和频谱监测中

周期信号频谱的特点

周期信号频谱的特点 在结构施工测量中，按装修工程要求将装饰施工所需要的控制点、线及时弹在墙、板上，作为装饰工程施工的控制依据。 1.地面面层测量 在四周墙身与柱身上投测出100cm水平线，作为地面面层施工标高控制线。 根据每层结构施工轴线放出各分隔墙线及门窗洞口的位置线。 2.吊顶和屋面施工测量 以1000m线为依据，用钢尺量至吊顶设计标高，并在四周墙上弹出水平控制线。对于装饰物比较复杂的吊顶，应在顶板上弹出十字分格线，十字线应将顶板均匀分格，以此为依据向四周扩展等距方格网来控制装饰物的位置。 屋面测量首先要检查各方向流水实际坡度是否符合设计要求，并实测偏差，在屋面四周弹出水平控制线及各方向流水坡度控制线。 3.墙面装饰施工测量 内墙面装饰控制线，竖直线的精度不应低于1/3000，水平线精度每3m两端高差小于±1mm，同一条水平线的标高允许误差为±3mm。外墙面装饰用铅直线法在建筑物四周吊出铅直线以控制墙面竖直度、平整度及板块出墙面的位置。 4.电梯安装测量 在结构施工中，从电梯井底层开始，以结构施工控制线为准，及时测量电梯井净空尺寸，并测定电梯井中心控制线。 测设轨道中心位置，并确定铅垂线，并分别丈量铅垂线间距，其相互偏差（全高）不应超过1mm。 每层门套两边弹竖直线，并保证电梯门坎与门前地面水平度一致。 5. 玻璃幕墙的安装测量 结构完工后，安装玻璃幕墙时，用铅垂钢丝的测法来控制竖直龙骨的竖直度，幕墙分格轴线的测量放线应以主体结构的测量放线相配合，对其误差应在分段分块内控制、分配、消化，不使其积累。幕墙与主体连接的预埋件，应按设计要求埋设，其测量放线偏差高差不大于±3mm，埋件轴线左右与前后偏差不大于10mm。 精度要求 轴线竖向投测精度不低于1/10000。平面放线量距精度不低于1/8000，标高传递精度主楼、裙房分别不超过±15mm、±10mm。 仪器选用 该工程测量选用TOPCON电子全站仪一台，2"级经纬仪两台，DS3水准仪两台，50m钢卷尺两把。激光铅直仪一台。 每次放线前，均应仔细看图，弄清楚各个轴线之见的关系。放线时要有工长配合并检查工作。放线后，质检人员要及时对所放的轴线进行检查。重要部位要报请监理进行验线，合格后方可施工。 所有验线工作均要有检查记录。 对验线成果与放线成果之间的误差处理应符合《建筑工程施工测量规程》的规定： 1. 当验线成果与放线成果之差小于1/√2 倍的限差时，放线成果可评为优良； 2. 当验线成果与放线成果之差略小于或等于√2 限差时，对放线工作评为合格（可不必改正放线成果或取两者的平均值）； 3. 当验线成果与放线成果之差超过√2 限差时，原则上不予验收，尤其是重要部位，

信号频谱分析和测试

信号频谱分析和测 试 返回 一、实验室名称：虚拟仪器实验室 二、实验项目名称：信号频谱分析和测试 三、实验目的 1．了解周期函数的傅立叶变换理论及虚拟频谱分析仪的工作原理； 2．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。 四、实验内容 1．测量典型信号（正弦波、三角波、方波）的频谱并记录； 2．用实验平台的任意波形信号源产生一个任意信号，观察其频谱。 五、实验器材（设备、元器件）： 1、计算机一台 2、SJ-8002B 电子测量实验箱一台 3、FG1617函数发生器一台 4、虚拟频谱分析仪程序 5、Q9线一条 六、实验原理 6.1 常见周期信号傅立叶展开公式与波形 1）方波 ，其中的 2）三角波 ，其中的 )7sin 715sin 513sin 31(sin 4)( +ω+ω+ ω+ωπ=t t t t A t f T π=ω2)7cos 4915sin 2513sin 91(sin 8)(2 +ω-ω+ω-ωπ=t t t t A t f T π=ω2

3）锯齿波 ，其中 6.2 信号的离散傅立叶变换（DFT ） x(t)经采样后变为x(nT ’)，T ’为采样周期，采样频率fs=1/T ’。离散信号x(nT ’)的傅里 叶变换可以表示为： ，n=0，1，…N-1 X(k)是复数，信号的频谱是它的模，为了方便显示，做归一化处理，用 来表示频谱。 频率分辨率为： FFT 是DFT 的快速算法。 6.3 虚拟频谱分析仪 数字式虚拟频谱分析仪是通过A/D 采样器件，将模拟信号转换为数字信号，传给微处 理器系统或计算机来处理.在对交流信号的测量中，根据奈奎斯特采样定理，采样速率必须 是信号频率的两倍以上，采样频率越高，时间轴上的信号分辨力就越高，所获得的信号就越 接近原始信号，在频谱上展现的频带就越宽。 本频谱分析仪采用快速傅立叶变换的方法，分析信号中所含各个频率份量的幅值。其构 成框图如图4所示： 图4频谱分析仪框图 七、实验步骤 7．1 测量典型信号（正弦波、三角波、方波）的频谱 （1） 准备工作：用Q9线连接信号发生器与实验平台的Ain1端，并用EPP 排线连接实 验平台和计算机之间的EPP 接口，最后打开电源.。信号发生器产生一个频率为10K ，峰峰 值为3V 左右的正弦波，启动实验平台配套的频谱分析软件，观察波形显示并作图。 （2）由信号源产生一个频率为10KHz ，峰值为3V 的正弦波，用数字频谱分析仪对该信 号进行频谱测量，幅度刻度方式设为线性刻度，不加窗函数，起始频率为0Hz ，结束频率为 100KHz ，Y 线性参考电压为2V ，将测量结果填入表1，并计算出频谱的理论值填入表1。 )4sin 413sin 312sin 21(sin 2)( +ω+ω+ω+ωπ+= t t t t A A t f T π=ω2()()N nk j N n e n x k X /210π--=∑=N k X )(f ?N f f s =?N kf k f f s k =??=

实验二连续时间信号的频域分析

实验二 连续时间信号的频域分析 一、实验目的 1、掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的物理意义和分析方法； 2、观察截短傅里叶级数而产生的“Gibbs 现象”，了解其特点以及产生的原因； 3、掌握连续时间傅里叶变换的分析方法及其物理意义； 4、掌握各种典型的连续时间非周期信号的频谱特征以及傅里叶变换的主要性质； 5、学习掌握利用Matlab 语言编写计算CTFS 、CTFT 和DTFT 的仿真程序，并能利用这些程序对一些典型信号进行频谱分析，验证CTFT 、DTFT 的若干重要性质。 基本要求：掌握并深刻理傅里叶变换的物理意义，掌握信号的傅里叶变换的计算方法，掌握利用Matlab 编程完成相关的傅里叶变换的计算。 二、原理说明 1、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS 分析 任何一个周期为T 1的正弦周期信号，只要满足狄利克利条件，就可以展开成傅里叶级数。 三角傅里叶级数为： ∑∞ =++=1 000)]sin()cos([)(k k k t k b t k a a t x ωω 2.1 或： ∑∞=++=1 00)cos()(k k k t k c a t x ?ω 2.2 其中1 02T πω=，称为信号的基本频率（Fundamental frequency ），k k b a a ，和，0分别是信号)(t x 的直流分量、 余弦分量幅度和正弦分量幅度，k k c ?、为合并同频率项之后各正弦谐波分量的幅度和初相位，它们都是频率0ωk 的函数，绘制出它们与0ωk 之间的图像，称为信号的频谱图（简称“频谱”），k c －0ωk 图像为幅度谱，k ?－0ωk 图像为相位谱。 三角形式傅里叶级数表明，如果一个周期信号x(t)，满足狄里克利条件，就可以被看作是由很多不同频率的互为谐波关系（harmonically related ）的正弦信号所组成，其中每一个不同频率的正弦信号称为正弦谐波分量 (Sinusoid component)，其幅度（amplitude ）为k c 。也可以反过来理解三角傅里叶级数：用无限多个正弦谐波分量可以合成一个任意的非正弦周期信号。 指数形式的傅里叶级数为：

频谱分析仪使用注意

正确使用频谱分析仪需注意的几点 首先，电源对于频谱分析仪来说是非常重要的，在给频谱分析仪加电之前，一定要确保电源接确，保证地线可靠接地。频谱仪配置的是三芯电源线，开机之前，必须将电源线插头插入标准的三相插座中，不要使用没有保护地的电源线，以防止可能造成的人身伤害。 其次，对信号进行精确测量前，开机后应预热三十分钟，当测试环境温度改变3—5度时，频谱仪应重新进行校准。 三，任何频谱仪在输入端口都有一个允许输入的最大安全功率，称为最大输入电平。如国产多功能频谱分析仪AV4032要求连续波输入信号的最大功率不能超过＋30dBmW（1W），且不允许直流输入。若输入信号值超出了频谱仪所允许的最大输入电平值，则会造成仪器损坏；对于不允许直流输入的频谱仪，若输入信号中含有直流成份，则也会对频谱仪造成损伤。 一般频谱仪的最大输入电平值通常在前面板靠近输入连接口的地方标出。如果频谱仪不允许信号中含有直流电压，当测量带有直流分量的信号时，应外接一个恰当数值的电容器用于隔直流。 当对所测信号的性质不太了解时，可采用以下的办法来保证频谱分析仪的安全使用：如果有RF功率计，可以用它来先测一下信号电平，如果没有功率计，则在信号电缆与频谱仪的输入端之间应接上一个一定量值的外部衰减器，频谱仪应选择最大的射频衰减和可能的最大基准电平，并且使用最宽的频率扫宽（SPAN），保证可能偏出屏幕的信号可以清晰看见。我们也可以使用示波器、电压表等仪器来检查DC及AC信号电平。 频谱分析仪的工作原理 频谱分析仪架构犹如时域用途的示波器,外观如图1.2所示,面板上布建许多功能控制按键,作为系统功能之调整与控制,系统主要的功能是在频域里显示输入信号的频谱特性.频谱分

周期信号的频谱分析

信号与系统 实验报告 实验三周期信号的频谱分析 实验报告评分：_______ 实验三周期信号的频谱分析 实验目的： 1、掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的物理意义和分析方法； 2、观察截短傅里叶级数而产生的“Gibbs现象”，了解其特点以及产生的原因；

3、掌握各种典型的连续时间非周期信号的频谱特征。 实验内容： （1）Q3-1 编写程序Q3_1，绘制下面的信号的波形图： 其中，0 = 0.5π，要求将一个图形窗口分割成四个子图，分别绘制cos( 0t)、cos(3 0t)、cos(5 0t)和x(t) 的波形图，给图形加title，网格线和x坐标标签，并且程序能够接受从键盘输入的和式中的项数。 程序如下: clear,%Clear all variables close all,%Close all figure windows dt = 0.00001; %Specify the step of time variable t = -2:dt:4; %Specify the interval of time w0=0.5*pi; x1=cos(w0.*t); x2=cos(3*w0.*t); x3=cos(5*w0.*t); N=input('Type in the number of the harmonic components N='); x=0; for q=1:N; x=x+(sin(q*(pi/2)).*cos(q*w0*t))/q; end subplot(221) plot(t,x1)%Plot x1 axis([-2 4 -2 2]); grid on, title('signal cos(w0.*t)') subplot(222) plot(t,x2)%Plot x2 axis([-2 4 -2 2]); grid on, title('signal cos(3*w0.*t))') subplot(223) plot(t,x3)%Plot x3 axis([-2 4 -2 2])

数字电视信号电平的测试心得

数字电视信号电平的测试心得 根据GY/T170—2001《有线数字电视广播信道编码与调制规范》规定数字电视信号RMS（均方根）的电平值应低于模拟信号峰值电平0~10dB。但在绝大多数经营有线电视网络的营运单位，并不具有测量RMS电平值的测试手段。一般的情况下绝大多数中小有线网络营运单位只有简单的模拟信号测试手段，这就提出了一个问题：在数字电视信号（DVB—C）快速发展的今天，如何以现有的测试手段去完成数字信号的测量？为了说明问题，我们可以用一般的场强仪和频谱分析仪去进行模拟信号和数字电视信号电平的测试，并进行对比分析。先假设在网络中传输的模拟信号的电平值与数字电视信号的RMS电平值之差为零。这时用一般的场强仪去分别测量模拟信号和数字电视信号的电平值，就会发现数字电视信号的电平值会比模拟电视的电平值低十几个dB；更奇怪的是如果用频谱分析仪进行此类测试时，会发现对应于不同的中频扫描带宽（RBW），模拟信号电平与数字电视信号电平之间呈现出不同的电平差。为什么这样？要回答这个问题，首先要回答模拟信号与数字电视信号在频谱上的差异。模拟信号的峰值出现在载频点，而数字电视信号在频谱上是看不出载频点的。在一个合适的频段内，数字电视信号的电平谱更类似于噪声的频谱。这是由于数字电视信号的频谱是由无数不断变动的载波组成，所以在一个合适的频段内更象是一段噪声频谱。所以对数字电视信号的测量更适合的方式应为类似于噪声的测量。我们可以回忆一下模拟信

号载噪比的定义：C/N=20lg 由此我们可以初步的理解到，均方根值的测量是与测量带宽有关的。其实我们大可以这样理解数字电视信号RMS 值的含义为“带内功率电平值”。其所指“带内”是指-3dB 带宽内，“带内功率”是指-3dB 带宽内信号功率之和。有了这样的认识，我们就可以理解模拟信号和数字电视信号在测量中所呈现的差异。一般的场强仪均具有一个固定的中频扫描带宽，大约为300KHz 左右，在测模拟信号时，出现在300KHz 扫描带宽内的只有一个载波的峰值功率电平，不存在多个峰值电平之和；而测量数字电视信号电平时，所显示的是在300KHz 扫描带宽内的功率电平之和，而非完整的数字电视信号功率电平。这也就能解释在用频谱分析仪进行测量时，对应不同的中频扫描带宽，测同一个数字电视信号的电平会出现差异的原因。理论上，数字电视信号的带宽与QAM 调制的阶数、符号率及滚降系数有关，具体公式为： 信号带宽=符号率×（1+α） 在QAM64的调制方式中，设定符合率为6.875，α=0.15时，信号带宽为7.90625MHz 又假定某测量仪器的中频扫描带宽为300KHz 。而测试某数字电视信号电平为S 。，则总的数字电视信号电平S 则为： S=S 。+10lg K 为修正系数，有资料介绍为1.7dB. 代入上述各值：S=S 。+10lg + 1.7 +K 数字电视信号带宽 0.3

测试技术考试题

第一章 填空： 1、信号一般分为 确定性信号 和 随机信号 两类。 2、信号的描述方法常用的有 实域描述 和 频域描述 两种。 3、周期信号用 傅立叶级数 展开到频域描述； 瞬变非周期信号用 傅立叶变换 展开到频域描述。 4、周期信号频谱的特点是：离散性、谐波性、收敛性； 瞬变非周期信号频谱的特点是 连续性 。 5、已知时域信号 x (t )，其傅里叶变换是 。 6、sin 2πf0t 的傅里叶变换 cos 2πf0t 的傅里叶变换 判断： 1、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ √ ） 2、非周期信号的频谱一定是连续的。（ × ） 3、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ × ） 简答： 1、何为信号？如何建立其模型？ 答：蕴含信息且能传输信息的物理量 在测试技术中，撇开信 2()()j ft X f x t e dt π∞--∞=?

号具体的物理性质，而是将其抽象为某个变量的函数关系，如时间的 函数x(t)、频率的函数X(f)等。这些函数就是对信号进行分析、处 理时的数学模型。 2、信号有哪些分类？ 答：确定性信号和随机信号、连续信号和离散信号、能量信号和 功率信号 3、模拟信号与数字信号如何定义？ 答：模拟信号：独立变量和幅值均取连续值的信号。 数字信号：独立变量和幅值均取离散值的信号。 4、什么是信号的时域描述和频域描述？两者有何区别？ 答：直接观察或记录到的信号，一般是以时间为独立变量，反映 的是信号幅值随时间的变化关系，因而称其为信号的时域描述。 若把信号变换成以频率为独立变量，由此来反映信号的频率结构 和各频率成分与幅值、相位之间的关系，信号的这种描述方法称之为 频域描述。 变量：时域描述以时间为变量；频域描述以频率为变量。 内容：时域描述反映信号幅值与时间的关系；频域描述反映信 号的幅值、相位与频率的关系。 用途：时域描述用于评定振动的烈度等；频域描述用于寻找振源、 故障诊断等。 5、什么是时间尺度改变特性？其对测试工作有何意义？ 答： 对测试工作的意义： ()()x t X f ?若：

实验：典型信号频谱分析报告

实验3.2 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： dt e t x f X ft j ?+∞ ∞--=π2)()(

史上最好的频谱分析仪基础知识(收藏必备)

频谱分析是观察和测量信号幅度和信号失真的一种快速方法，其显示结果可以直观反映出输入信号的傅立叶变换的幅度。信号频域分析的测量范围极其宽广，超过140dB，这使得频谱分析仪成为适合现代通信和微波领域的多用途仪器。频谱分析实质上是考察给定信号源，天线，或信号分配系统的幅度与频率的关系，这种分析能给出有关信号的重要信息，如稳定度，失真，幅度以及调制的类型和质量。利用这些信息，可以进行电路或系统的调试，以提高效率或验证在所需要的信息发射和不需要的信号发射方面是否符合不断涌现的各种规章条例。 现代频谱分析仪已经得到许多综合利用，从研究开发到生产制造，到现场维护。新型频谱分析仪已经改名叫信号分析仪，已经成为具有重要价值的实验室仪器，能够快速观察大的频谱宽度，然后迅速移近放大来观察信号细节已受到工程师的高度重视。在制造领域，测量速度结合通过计算机来存取数据的能力，可以快速，精确和重复地完成一些极其复杂的测量。 有两种技术方法可完成信号频域测量（统称为频谱分析）。 1．FFT分析仪用数值计算的方法处理一定时间周期的信号，可提供频率；幅度和相位信息。这种仪器同样能分析周期和非周期信号。FFT 的特点是速度快；精度高，但其分析频率带宽受ADC采样速率限制，适合分析窄带宽信号。 2．扫频式频谱分析仪可分析稳定和周期变化信号，可提供信号幅度和频率信息，适合于宽频带快速扫描测试。

图1 信号的频域分析技术 快速傅立叶变换频谱分析仪 快速傅立叶变换可用来确定时域信号的频谱。信号必须在时域中被数字化，然后执行FFT算法来求出频谱。一般FFT分析仪的结构是：输入信号首先通过一个可变衰减器，以提供不同的测量范围，然后信号经过低通滤波器，除去处于仪器频率范围之外的不希望的高频分量，再对波形进行取样即模拟到数字转换，转换为数字形式后，用微处理器（或其他数字电路如FPGA,DSP）接收取样波形，利用FFT计算波形的频谱，并将结果记录和显示在屏幕上。 FFT分析仪能够完成多通道滤波器式同样的功能，但无需使用许多带通滤波器，它使用数字信号处理来实现多个独立滤波器相当的功能。从概念上讲，FFT方法

使用示波器进行信号的频谱分析(FFT分析)

检查波形的频率成分能够揭示出在普通的示波器图形中难以察觉的重要信息。例如，在标准的波形图上（图1）可能看不出波形的失真或对称性方面的问题。但是只要看一下波形的频率成分（图2）那些问题就很明显了。 在过去，观察波形的频率成分需要 有频谱分析仪，还要掌握仪器的使用技 能。现在，对于深入的频率分析依然需 要这样。但是，很多基本的频率分析可 以用泰克公司TDS3000这样的数字荧 光示波器（DPO）来做。 为了能够观察波形的频率成分，泰 克TDS3000系列具有模块化的FFT（傅 立叶变换）能力。FFT实际上显示的是 波形的频率成分。这本应用笔记将介绍 TDS3000系列FFT频率图的基本知识， 频率图的含义和使用方法。 波形的基本构成 要了解FFT频率图，就要首先了解 波形及其基本构成。波形又区分为周期 性波形和非周期性波形。为了简单起

见，我们先从周期性波形开始。 周期性波形基础。周期性波形是按照一定的时间间隔或周期多次重复出现的波形。正弦波、方波和三角波都是常见的周期性波形。 按照傅立叶的理论，所有的周期性波形都是由一组特定的正弦波组成的。其中的基本正弦波也叫基波，其频率与该波形的频率相同。例如，1千赫兹方波的基本正弦波的频率也是1千赫兹。同样，1千赫兹三角波的基本正弦波的频率也是1千赫兹。从本质上说，基波是波形中最重要的频率成分，它决定了波形的频率或重复周期。 在所有的非正弦周期性波形中，与基本成分同时存在的还有谐波。谐波是频率为基波频率整倍数的正弦波。例如，1千赫兹方波的三次谐波是3千赫兹的正弦波，而五次谐波为5千赫兹的正弦波，依此类推直至无限。 除了具有特定的频率之外，周期性 波形的基波和谐波还具有特定的振幅 和相位关系。通过这些关系将基波和谐 波叠加在一起，就形成了特定的波形。 这一点在图3中有进一步的说明，图中 显示了一个方波的前五个频率成分相 加在一起。 注意图3中合成的波形并不是一个 准确的方波。这是由于所加入的谐波还 不够多。若再加入更高次的谐波，所得 波形的过渡会更陡峭波角更直，波顶和 波底则更平坦。 从理论上说，需要所有的谐波（直 到无限次）才能形成一个理想的方波或 者任何其他的非正弦波形。但实际上一 切波形的带宽都是有限的，也就是说，

信号与测试实验一

实验一、基本信号分析 一、实验目的 1.掌握基本信号的时域和频域分析方法 2.掌握信号的自相关和互相关分析，了解其应用 二、实验原理 （1）信号的时域和频域转换 目的：研究分析信号的时域特征（如持续时间、幅值、周期等）和信号的频域特征（如是否含有周期性信号、信号的频率带宽等） 转换方法：时域有限长序列 频域有限长序列： 离散傅里叶变换 （2）信号相关性 相关是用来描述一个随机过程自身在不同时刻的状态间，或者两个随机过程在某个时刻状态间线性依从关系的数字特征。 自相关函数定义为：xx 0 1()lim ()()T T R x t x t dt T ττ→∞=+? 互相关函数定义为： xx 0 1()lim ()()T T R x t x t dt T ττ→∞=+? 三、实验内容与步骤

（1）产生不同的周期信号，包括正弦信号、方波信号、锯齿波信号，在时域分析这些波形特征（幅值、频率（周期））。 上图为幅值为2频率为20Hz的正弦信号时域图，下图为快速傅里叶变换之后获得的频谱图。从频谱图上看出，f=20Hz时频域的幅值最大，和时域图吻合。

上图为幅值为3频率为5Hz的方波信号时域图，下图为快速傅里叶变换之后获得的频谱图。从频谱图上看出，方波信号傅里叶分解后由一个频率为5Hz的基波和无数个高次谐波组成。以幅值衰减十倍为带宽，由图可知此方波信号带宽约为35Hz

上图为幅值为4频率为10Hz的三角波信号时域图，下图为快速傅里叶变换之后获得的频谱图。从频域图看出，在10Hz的整数倍频率上，频域幅值出现了峰值，其后有无数个谐波和基波一起组成了三角波。以幅值衰减十倍为带宽，由图可知此三角波信号带宽约为80Hz （2）在Matlab中产生随机噪声、阶跃信号（选作）、矩形脉冲（选作）

噪声测试及频谱分析

噪声测试及频谱分析 一. 实验步骤及内容 1)启动服务器，运行DRVI主程序，然后点击DRVI快捷工具条上的“联机注册”图 标，选择其中的“DRVI采集仪主卡检测（USB）”进行服务器和数据采集仪之间 的注册。联机注册成功后，从DRVI工具栏和快捷工具条中启动“内置的Web服 务器”，开始监听8500端口。 2)打开客户端计算机，启动计算机上的DRVI客户端程序，然后点击DRVI快捷工具 条上的“联机注册”图标，选择其中的“DRVI局域网服务器检测”，在弹出的对 话框中输入服务器IP地址（例如：192.168.0.1），点击“发送”按钮，进行客户端 和服务器之间的认证。 3)因为该实验的目的是了解噪声信号的测量方法，并且要实现服务器端的数据共享 功能，需要分别设计服务器端和客户端的实验脚本。对于服务器端，首先需要将 数据采集进来，DRVI中提供了一个8通道的USB数据采集芯片，用于完成对外 部信号的数据采集，实际使用中，可以插入一片“USB数据采集卡”芯片来完 成；数据采集仪的启动采用一片“0/1按钮”芯片 来控制；要完成噪声值的计算，首先必须计算出信号的功率谱，所以需选择一片“频谱计算”芯片 ，然后再插入一片“倍频程”芯片 ，采用FFT算法来计算并显示声音信号的倍频程谱，并将计算出的声音信号的分贝值存储于输出数组的第1位，再 使用一片“VBScript脚本”芯片，在其中添加脚本文件将“倍频程”芯片输出 数组中的第1位数据（即噪声值）取出，并通过“数码LED”芯片 显示出来；另外选择一片“波形/频谱显示”芯片，用于显示声音信 号的时域波形；再加上一些文字显示芯片 和装饰芯片 ，就可以搭建出一个“噪声测量” 服务器端的实验，所需的软件芯片数量、种类、与软件总线之间的信号流动和连 接关系如图1.2所示，根据实验原理设计图在DRVI软面包板上插入上述软件芯片， 搭 建 过 程 。

电视三种彩色制式及特点

电视三种彩色制式及特点 彩色电视广播依据三基色原理用R(红)、G(绿)、B(蓝)三基色以一定比例混合出各种色彩。在亮度信号Y传送的同时，只须再传送两个彩色信号，第三个彩色信号可由相关电路得出。在目前的彩色电视广播中传送两个彩色电视信号为B－Y、R－Y两色差信号。这两个色差信号调制到彩色副载波上，再加入到亮度信号中形成彩色全电视信号。经过七十多年的实际应用检验，由于两色差信号的调制和传输方式不同，在民用电视领域，常用的只有NTSC、PAL、SECAM三大制式。 1.NTSC制即正交平衡调幅制，又称N制，是美国于1953年研制成功的。NTSC制的优点是：电路简单，设备成本低。缺点是两色差信号传输过程中的串扰和在接收端色差信号分离不彻底，容易出现颜色失真、串色。现在的录像机、激光影碟机很多都是NTSC制式。采用这种制式的国家和地区有：美国、日本、加拿大、墨西哥、菲律宾和我国的台湾省等。 2.PAL制即逐行倒相正交平衡调幅制。PAL制是1962年由西德研制成功并正式使用。为了克服NTSC制的串色问题，PAL制两个色差信号中的一个由PAL 开关控制每行倒相一次，在接收端采用梳状滤波器可实现两色差信号的良好分离，大大减小了串色问题。其缺点是增加了设备的复杂性。现在采用PAL制的国家主要有德国、英国、荷兰、新西兰、澳大利亚、比利时、南斯拉夫、泰国和中国等。 3.SECAM制即顺序传送彩色与存储复用制。SECAM制是1956年法国工 程师亨利.弗朗斯提出的。SECAM制传输每一行彩色信号时，只传送一个色差信号；在传送下一行信号时再传送另一个色差信号，而把上一行传送的那个色差信号存储下来供本行使用，因两行图像信号间的差别不太大。SECAM制使传输彩色信号每一时刻都只有一个色差信号，不存在互扰和分离的问题，从而彻底克服了串色问题，其图像质量受传输通道失真的影响最小。其缺点是不能实现亮度信号和色度信号的频谱交错，故副载波光点干扰可见度较大，兼容性不如NTSC制和PAL制，同时亮度对色度串扰也大。采用这种制式的国家和地区主要有前苏联地区、东欧各国、法国等。 三种制式各有优缺点，从理论上讲，SECAM制的图像质量最好，NTSC制最差。但随着电视技术的发展和新元器件的开发应用，电视机性能已大大提高，从而使图像质量得到改善。目前主观评价结果表明，三种制式图像质量差别不大。因此，这三种制式将会长期共同存在和不断地发展。