模拟信号处理

✍ dations ◷ 2025-06-29 17:16:22 #信号处理

模拟信号处理(英语:analog signal processing)是指对连续模拟信号采用模拟处理(与通过数字处理进行信号处理的离散数字信号处理相对)的方法的任何信号处理过程。“模拟”意味着数学上是值域连续的。这与使用一系列离散量来表示信号的“数字”不同。模拟值通常表示为电子设备中的电压、电流或器件周围的电荷。影响这种物理量的误差或噪声,都将表示为对应的信号的误差和噪声。

模拟信号处理的例子包括扬声器分频器,音响上的“低音”、“高音”和“音量”控制,和电视上的“色调”控制。常见的模拟处理元件包括电容器、电阻器、电感器和晶体管。

系统行为的数学模型在时域表示为 (),在频域表示为 (),其中 是 =+i(或者用=+j表示,由于电流用变量 表示,电气工程师用 j 表示复数单位) 形式的复数。输入信号通常表示为 () 或 (),而输出线号通常为 () 或 ()。

卷积是信号处理中的基本概念。将输入信号与系统函数卷积,可以得到输出信号。卷积运算由*表示。卷积的定义:

这就是卷积积分,用于求信号和系统的卷积;通常 a = -∞,b = +∞。

傅里叶变换是将时域中的信号或系统变换为频域函数,但它仅适用于某些特定函数。系统或信号可以通过傅里叶变换进行变换的约束条件是:

傅里叶变换的积分:

通常傅里叶变换积分不用于确定变换;相反,会使用变换表来求信号或系统的傅里叶变换。傅里叶逆变换将频域信号转变为时域:

可以转换的每个信号或系统都具有唯一的傅立叶变换。每个频率信号只有一个时间信号,反之亦然。

拉普拉斯变换是傅里叶变换的推广。它允许任何系统或信号的变换,因为它是变换到复平面而不是像傅里叶变换一样变换到 j 线。主要区别在于拉普拉斯变换有一个变换有效的收敛域。这意味着频域的信号可能有一个以上时间信号;正确时间信号由收敛域决定。如果收敛区包括 j 轴,则 j 可以代入 的拉普拉斯变换,并且与傅里叶变换相同。拉普拉斯变换为:

如果 () 的所有奇点在复平面的左半部分中,则拉普拉斯逆变换为:

波德图是系统的幅度关于频率和相位关于频率的曲线图。幅度轴单位为分贝(dB)。相位轴的单位为角度或弧度。频率轴使用对数尺度。这很有用,因为对于正弦波输入,输出为输入乘以该频率下幅度的值并偏移该频率下的相位值。

这是大多数人所熟悉的域。时域图像显示信号关于时间的变化。

频域图像显示信号在其存在的每一频率上的相移或幅度。这些图像可以通过取时间信号的傅里叶变换以及波德图。

相关

  • 俞樾晚年俞樾俞樾(1821年12月25日-1907年2月5日),清末朴学大师。字荫甫,号曲园,浙江德清人。道光三十年(1850年)庚戌科二甲第19名赐进士出身。当时曾国藩是阅卷官,俞樾试帖诗的头一句“花
  • 酶催化酶促反应(又称酶催化)是指由一类被称为酶的特殊蛋白质所催化的化学反应。因为非催化反应的速率特别慢,故细胞中生物化学反应的催化作用就显得极重要。酶促反应的机制与其他类型
  • 波普艺术波普艺术(pop art,又译为普普艺术或通俗艺术),是一个探讨通俗文化与艺术之间关连的艺术运动。波普艺术试图推翻抽象表现艺术并转向符号,商标等具象的大众文化主题。波普艺术这个
  • 伊利泽-威德曼炸弹测试问题在量子力学里,伊利泽-威德曼炸弹测试问题(Elitzur-Vaidman bomb testing problem)是由阿舍朗·伊利泽(Avshalom Elitzur)与列夫·威德曼(Lev Vaidman)于1993年提出的思想实验,其使用
  • 辽南辽南,临渤海海峡,行政上有中华人民共和国管治下的营口、丹东、大连、鞍山、盘锦5个地级市(大连同时也是副省级城市)和本溪的桓仁满族自治县亦指辽宁南部的辽东半岛。以胶辽官话
  • 埃比尼泽街埃比尼泽街(Ebenezer Place)是一条位于苏格兰凯斯内斯韦克(Wick)的街道,全长2.06米,是《吉尼斯世界纪录大全》中所记载全球最短的街道。在2006年,埃比尼泽街超越了位于英国兰开
  • 寄宿房的女儿们《寄宿房的女儿们》(韩语:하숙집 딸들)是韩国KBS2电视台的真人秀综艺节目。早期节目设定是以首尔城中“美淑家的寄宿房”的女主人李美淑和4个爸爸各不相同的貌美女儿朴诗妍、张
  • 环戊二烯基三羰基钼二聚体carbonyl dimer Bis(tricarbonylcyclopentadienylmolybdenum)环戊二烯基三羰基钼二聚体是一种金属有机化合物,化学式为Cp2Mo2(CO)6,其中Cp表示C5H5。它是暗红色固体,可用于学术
  • 王季午王季午(1908年6月-2005年6月5日),名元绅,字季午,一作纪午,以字行,江苏吴县人,中国传染病学家、医学教育家,曾任九三学社中央委员会常务委员,浙江医科大学教授、校长,浙江省政协副主席。
  • 海底军舰‘海底军舰’(日文原名:海底军舰)是1963年12月22日上映的日本特摄电影,由东宝株式会社制作,原作为押川春浪。穆海底帝国大举出兵进攻地上人,引起世界震撼,日本为了维护世界和平,研发