李明鑫 郭銳 沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院

現(xiàn)代社會(huì)飛速的發(fā)展電子設(shè)備，使手機(jī)成為人們生活的必需品。手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)空間距離的傳輸與外界進(jìn)行聯(lián)系，通過手機(jī)傳輸?shù)男盘?hào)可以是圖片、文字、語音及視頻等，來獲取和傳遞各種信息。

1 信號(hào)

從某些角度講，信號(hào)是信息的運(yùn)載工具也就是載體，而信息才是他人想要了解某種事物的特性。信號(hào)可以是獲取的工具、傳輸?shù)妮d體、分析的數(shù)據(jù)、處理的判讀，從某中意義上來講信號(hào)就是用來傳遞信息、傳遞數(shù)據(jù)的一種物理形式。

在客廳里，人們通過觀看電視聽到得語音信號(hào)及看的的圖像信號(hào)，每個(gè)人會(huì)根據(jù)自己的主觀意識(shí)從自己所獲取的信息中進(jìn)行提?。挥檬智么蛭鞴喜⒎治鼋邮艿降男盘?hào)判斷出西瓜的成熟度；通過眼睛判斷物體遠(yuǎn)近的信號(hào)來控制動(dòng)作處理并傳遞相應(yīng)的信息。這些信號(hào)可以是通過感官直接獲取在經(jīng)過大腦對(duì)所接收到信息進(jìn)行分析和判斷，從獲取信號(hào)中刪選出重要的信息。

2 信號(hào)與信號(hào)分析

在獲得信號(hào)中因環(huán)境的不同可能使信息中摻雜著噪聲或干擾，這就對(duì)信號(hào)處理提出來相應(yīng)的要求，要對(duì)所獲取的信號(hào)進(jìn)行波形分析和信息源計(jì)算從而提取想要獲得的信息。掌握信號(hào)分析、信號(hào)處理是從信號(hào)中獲取信息的前提，在這個(gè)過程中需要引入電子系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。當(dāng)然信號(hào)中所包含的信息有沒有用不能經(jīng)過片面的判斷，比如在軍事戰(zhàn)斗中信號(hào)往往是被施加干擾的在獲取信號(hào)中可能成為噪聲信號(hào)，所以因環(huán)境而異對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。

組成車輪轉(zhuǎn)動(dòng)主要部件有軸心、內(nèi)外圈、滾珠等等，對(duì)旋轉(zhuǎn)的軸承進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，假設(shè)沒有受到破壞和磨損的軸承震動(dòng)信號(hào)為圖1所示，軸承出現(xiàn)劃痕和破壞的軸承震動(dòng)信號(hào)為圖2所示.可以直觀的看到經(jīng)過劃痕和破壞的軸承震動(dòng)信號(hào)具有脈動(dòng)性。

圖1 軸承脈動(dòng)穩(wěn)定圖

圖2 軸承脈動(dòng)非穩(wěn)定圖

面對(duì)這種情況，可以采用以下方式對(duì)上述的兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行分析。從波形上可以直觀的看到這兩個(gè)軸承處在不同的狀態(tài)，所以要引入一個(gè)計(jì)算信號(hào)的峰值因子來判斷軸承內(nèi)部是否受到了破壞、劃痕或其他情況。峰值因子在表達(dá)式中等于信號(hào)峰值除以信號(hào)有效值，可以通過此公式來判斷信號(hào)問題所在。一個(gè)好的軸承震動(dòng)信號(hào)峰值因子大約保持在2.5-3.5超過這個(gè)區(qū)間的一般被測物體的必然存在一定的問題，若超過7那么被測物體已經(jīng)嚴(yán)重受到破壞。要想進(jìn)一步的知道問題所發(fā)生的部位需要在進(jìn)行檢測分析其頻譜信號(hào)。

對(duì)信號(hào)的分析所涉及的內(nèi)容極多，需要掌握信號(hào)分析、信號(hào)檢測、信號(hào)環(huán)境研究、信號(hào)處理綜合技術(shù)，信號(hào)分析主要任務(wù)就是通過數(shù)學(xué)建模對(duì)信號(hào)的特性進(jìn)行深究對(duì)信號(hào)分析運(yùn)算加以信號(hào)描述，信號(hào)處理綜合是因地制宜的對(duì)信號(hào)進(jìn)行分段研究提取相應(yīng)的信號(hào)。

3 信號(hào)的描述

對(duì)于信號(hào)的描述可以采取以下辦法：可以用單個(gè)變量的函數(shù)也可以用多個(gè)變量的函數(shù)來表示信號(hào)，這些變量可以作為信號(hào)的載體變量可以是時(shí)間、波長、脈沖間隔等等物理量。對(duì)于單個(gè)變量的函數(shù)自變量稱為一維自變量信號(hào)，對(duì)于多個(gè)變量的函數(shù)一般用波形圖也俗稱為二維波形。在實(shí)際研究信號(hào)問題中，黑白照片的質(zhì)量光線是隨著空間光源的變化而變化，研究時(shí)極其復(fù)雜因此要引入二維自變量繪制波形圖來分析信號(hào)。

根據(jù)信號(hào)表現(xiàn)的特征及其存在形式可以分為以下幾類：若在有限的時(shí)間內(nèi)信號(hào)呈現(xiàn)穩(wěn)定波動(dòng)，若除過該區(qū)間以外信號(hào)消失則稱為時(shí)限信號(hào)，若除過該區(qū)間以外信號(hào)依然存在則稱為無時(shí)限信號(hào)。也可以根據(jù)信號(hào)自變量在有效期內(nèi)是連續(xù)還是斷續(xù)進(jìn)行劃分，若信號(hào)自變量是連續(xù)的則為連續(xù)信號(hào)，若信號(hào)自變量是斷續(xù)的、離散的則為離散時(shí)間信號(hào)。按信號(hào)是否有用進(jìn)行劃分確定性信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)，在選取的任意一段時(shí)間內(nèi)信號(hào)都有值并且穩(wěn)定則稱為規(guī)則性信號(hào)，若在選取的任意一段時(shí)間內(nèi)信號(hào)都沒有值并且確定的幅值則稱為隨機(jī)信號(hào)。

為了滿足一定的需求，將測量信號(hào)使之通過單位電阻使之轉(zhuǎn)換成能量或功率進(jìn)行分析，此類方式稱之為能量信號(hào)和功率信號(hào)。對(duì)于信號(hào)的分類還有周期信號(hào)和非周期信號(hào)，歐對(duì)稱信號(hào)和奇對(duì)稱信號(hào)，變化快信號(hào)和變化慢信號(hào)等等。

4 結(jié)語

不同信號(hào)捕獲的方式也不一樣，信號(hào)頻率、傳播方式、特點(diǎn)及用途也不一樣。面對(duì)信號(hào)時(shí)首先對(duì)其進(jìn)行分析歸類研究，利用信號(hào)分析方法和手段進(jìn)行分析。要想對(duì)一段信號(hào)進(jìn)行特性分析還需掌握通信原理、信息論與編碼等等更多的知識(shí)。