频谱分析及基频分析
《蒙古语科尔沁土语语音声学分析》范文
《蒙古语科尔沁土语语音声学分析》篇一摘要：本文以蒙古语科尔沁土语为研究对象，通过声学分析方法，对科尔沁土语的语音特征进行深入探讨。
本文首先介绍了研究背景、目的及意义，随后详细描述了研究方法及数据采集过程，接着对科尔沁土语的语音特征进行了声学分析，最后得出结论并展望了未来研究方向。
一、引言蒙古语作为中国少数民族语言之一，具有丰富的语音特征和独特的文化内涵。
科尔沁土语作为蒙古语的一个重要分支，具有浓厚的地域特色和民族特点。
对科尔沁土语进行深入研究，有助于揭示蒙古语族语言发展的规律和特点，对保护和传承蒙古族文化具有重要意义。
二、研究背景及目的近年来，随着语音技术的发展，越来越多的学者开始关注蒙古语的语音研究。
科尔沁土语作为蒙古语的重要方言之一，其语音特征具有鲜明的地域性。
因此，本文旨在通过声学分析方法，对科尔沁土语的语音特征进行深入探讨，以期为蒙古语的语音研究提供有益的参考。
三、研究方法及数据采集本研究采用声学分析方法，结合实验室自主研发的语音分析软件进行数据采集和分析。
数据采集主要采用自然录音的方式，选取科尔沁土语母语者作为发音人，保证数据的真实性和可靠性。
在数据采集过程中，严格按照语音学标准进行操作，确保数据的准确性和可比性。
四、科尔沁土语语音特征声学分析1. 元音分析：科尔沁土语的元音系统丰富多样，具有明显的地域性特点。
通过对元音的声学参数进行分析，发现科尔沁土语的元音在频谱、时长、音强等方面具有独特的特征。
2. 辅音分析：科尔沁土语的辅音系统同样具有鲜明的特点。
辅音的声学参数分析表明，科尔沁土语的辅音在发音方式、音质、时长等方面与普通话等语言存在较大差异。
3. 声调分析：科尔沁土语具有明显的声调特征，通过对声调的声学分析，发现科尔沁土语的声调在音高、音长、音强等方面具有独特的规律。
4. 语音合成与识别：基于声学分析结果，尝试进行科尔沁土语的语音合成与识别实验。
通过对比实验结果与实际发音数据，验证了声学分析的准确性和可靠性。
第二章信号分析基础(频谱)
（1）
A0 a0
An
an bn
2
2
bn n arctg an
周期信号的频谱分析
西安工业大学机电学院
复指数形式： 将三角函数形式中的正余弦用欧拉公式代换
e j e j cos 2
则：
e j e j sin 2j
带入并合并同类项
a0 an jbn jn0t an jbn jn0t f (t ) [ e e ] 2 n 1 2 2 a0 an jbn jn0t an jbn jn0t e e 2 n 1 2 2 n 1 an jbn jn0t e Cn e jn0t 2 n n
则：c1x1(t)+c2x2(t) ←→ c1X1(f)+c2X2(f)
例子：求下图波形的频谱
用线性叠加定理简化 X1(f)
+
X2(f)
2.4 傅立叶变换的性质 c.对称性
西安工业大学机电学院
若 x(t) ←→ X(f)，则 X(t) ←→ x(-f)
证明： 以－t替换t: 以f换t: 所以：
x(t )
∴当T0→∞时，Δω→0 上式变为：
T / 2
0
T0 / 2
f (t )e jn0t dt ]e jn0t
f (t )
＋
1 ＋ [ f (t )e jt dt ]e jt d 2
1 ＋ jt F e d 2
西安工业大学机电学院
X ( f )e j 2ft df X ( f )e j 2ft df
x(t )
x( f ) X (t )e j 2ft dt
频谱分析技术及其在通信领域中的应用
频谱分析技术及其在通信领域中的应用随着科技的发展，无线通信技术的应用越来越广泛。
为了更好地利用频段资源，保障通信的稳定性和安全性，频谱分析技术得到了广泛关注和应用。
本文将简要介绍频谱分析技术的基本原理以及其在通信领域中的应用。
一、频谱分析技术的基本原理频谱分析是指对信号的频谱特征进行分析和识别的一种技术，主要通过将信号进行频谱变换，同时在时间和频率域上对信号进行分析和识别。
频谱分析技术的基本原理是傅里叶变换，其可以将时域的信号转化为以频域为自变量的函数。
在实际应用中，频谱分析主要包括以下几种方式：1.时域采样：将信号从时域中采样出一定点数的样本，然后通过傅里叶变换将其转换到频域中进行分析。
2.频域分析：将频域信号进行傅里叶变换，得到幅度谱和相位谱等频谱信息。
3.功率谱估计：主要是通过信号的自相关函数和互相关函数，计算出信号的功率谱密度。
4.低通滤波器：利用低通滤波器对高频信号进行滤波，得到信号的基频成分。
通过以上手段得到的信号频谱，可以获得信号的频率、幅度、相位、谐波等一系列特征参数。
这些特征参数可以被广泛地应用于频段规划、通信干扰检测等领域。
二、频谱分析技术在通信领域中的应用1.频段规划无线电通信需要占用一定的频率资源，因此频段规划是通信业务部署的关键之一。
频谱分析技术可以对现有的频率资源进行分析，实现对频段的规划和管理，以达到多个无线通信系统之间相互协调和资源共享的目的。
例如，很多地区的2G、3G和4G通信网络之间存在一定重叠，频谱分析技术可以针对这种情况进行分析，优化频段的资源配置和使用，最终使无线通信系统之间达到最优的协调。
2.通信干扰检测通信干扰是无线通信中常见的问题，特别是在频谱资源稀缺的情况下，无线通信系统之间相互干扰的问题愈发严重。
频谱分析技术可以帮助检测无线通信系统中出现的各种通信干扰，具体包括以下三种：（1）自然干扰：指由于自然因素引起的信号干扰，例如雷电、电磁辐射等。
（2）人为干扰：指由于工业设备、家庭电器、广播电视台等人为因素引起的干扰。
频谱分析
有早期的频谱仪几乎 目前单纯的数字式频谱仪
都属于模拟滤波式或 一般用于低频段的实时分
超外差结构，并被沿 析，尚达不到宽频带高精
用至今
度频谱分析
频谱分析仪的分类（续2）
实时频谱仪和非实时频谱仪
实时分析应达到的速度与被分析信号的带宽及 所要求的频率分辨率有关。一般认为，实时分析是 指在长度为T的时段内，完成频率分辨率达到1/T的 谱分析；或者待分析信号的带宽小于仪器能够同时 分析的最大带宽。
ux 电调谐 滤波器
视频 检波器
Y放大
锯齿波 发生器
X 放大
数字滤波式频谱仪
数字滤波式频谱仪在现代频谱分析仪中占 有重要地位。数字滤波器的形状因子较小，因 而提高了频谱仪的频率分辨率；具有数字信号 处理的高精度、高稳定性、可重复性和可编程 性等普遍优点。
利用数字滤波器可以实现频分或时分复用，因此 仅用一个数字滤波器就可以实现与并行滤波式等效的 实时频谱仪。用单个数字滤波器代替多个模拟滤波器 之后，滤波器的中心频率由时基电路控制使之顺序改 变。
脉冲宽度和频带宽度（续1）
脉冲宽度与频带宽度对周期信号频谱的影响
X(t)
-2T0
-T0
-T1 T1T0/2 T0
2T0
t
连续方波信号的波形如上图所示，它在一个周
期内的时域表达式为
x(t )
1
t T1
0 T1 t T0 2
其中T0为方波的周期，脉冲宽度为2T1。
脉冲宽度和频带宽度（续2）
窄带滤波器 检波器
电
子
窄带滤波器 检波器
扫
ux 前置 放大器
窄带滤波器
检波器
描 开 关
Y放大
第2章：确定信号的频谱分析
信号的分类主要是依据信号波形特征来划分的， 在介绍信号分类前，先建立信号波形的概念。 信号波形：被测信号的信号幅度随时间的变化历 程称为信号的波形。
波形
2.1 信号的分类
A
0
t
信号波形图：用被测物理量的强度作为纵坐标， 用时间做横坐标，记录被测物理量随时间的变 化情况。
2.1 信号的分类
在噪声背景下提取有用信息。
信号分析的经典方法：
1、时域分析
瞬时值，最大值，最小值， 均值，均方值，均方根值等。
1）图形或表达式分析；
2）时域分解；
稳定分量，波动分量
3）相关分析； 4）概率密度分布
信号本身的相似程度 信号之间的相似程度
信号幅值分布
2、频谱分析
幅值谱，相位谱，能量谱，功率谱等
第二章、信号分析基础
xx((tt))a c00 n 1(cann•ceojnn s 0t 0t nb 1ncsn•ien jn00tt)
n 1
x(t) ncn•1e,2j,n 30 t n0,1,2
n
x(t) cnejn 0t n0,1,2,3 n
1
cn
T
T
2 T
x(t)ejn0tdt
2
cn的模|： cn |
2.1 信号的分类
a) 周期信号：经过一定时间可以重复出现的信号 b) x (t) = x (t+nT)
简单周期信号
复杂周期信号
例：单自由度振动系统作无阻尼自有振动位移：
k x(t)x0sin( t
)
m
m
x0,φ0 — 初始条件常数 m — 质量 K — 弹簧刚度
A x(t)
k
2 信号分析基础(频谱分析)
(2.69)
傅 里 叶 变 换 与 非 周 期 信 号 的 分 解
式2.68称为 x t 的傅立叶变换，称式2.69为 X 的 傅立叶逆变换，两者称为傅立叶变换对，可记为
x t X
IFT
FT
2 f 代入傅立叶积分式中，则式2.68, 2.69变为
X f x t e j 2 ft dt
Im[X ( f )] ( f ) arctgRe[ X ( f )]
x (t ) 1 X ( )e jt d 2 X ( ) x (t )e jt dt
X f 连续幅值谱
f
连续相位谱
X 频谱密度函数
2.2 周期信号的频谱分析 第 二 章
信号频域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)，从另一个角度来了解信号的特征。
信 X(t)= sin(2πnft) 号 分 0 析 基 础
傅里叶 变换
t
8563A
SPECTRUM ANALYZER 9 kHz - 26.5 GHz
0
f
频域分析的概念 周 期 信 号 的 频 谱 分 析
傅 里 叶 变 换 与 非 周 期 信 号 的 分 解
T0 T0 , 设有一个周期信号x(t)在区间 2 2
以傅立叶级数表示为
x t
n
ce
n
jn0t
1 式中 cn T0
T0 2 T 0 2
x t e
jn0t
dt
将其代入上式则得
n n
幅频谱 相频谱
频谱图的概念 周 期 信 号 的 频 谱 分 析
常见故障频谱分析
2020年4月
目录
1
典型故障识别
二2、
典型频谱分析
三3、
案例介绍
2
一、典型故障识别
1X频以下：轴承保持架、油膜涡动、紊流、低频响应 1X-10X频：
－不平衡，1X －不对中，1X，2X －轴弯曲，1X，2X －松动，1X－10X －叶片通过频率，叶片数X工频 大于10X频：
动相位差为180度。（此类振动是由于地脚螺栓、胎板或水泥浆松动引起，会产生1倍频的振
6
三、松动
3、轴承座松动
二、典型频谱分析
特征：径向1X、2X和3X波峰。
频谱有上显示1X，2X和3X处有振动分量，但通常没有其它谐波，在严重的情况下还会有0.5X 的的波峰。相位也被用来辅助识别这种故障。轴承和基础间有180度的相位差
结构设计不合理 制造和安装误差 材质不均匀 转子的腐蚀、磨损、结垢 零部件的松动及脱落
不同原因引起的转子不平衡故障规律接近，但各有特点，在分析时 需仔细了解设备运行历史
6
二、不对中
1、平行不对中
二、典型频谱分析
特征：径向2X波峰，径向1X低幅波峰（垂直或水平方向上）。
如果不对中轴的中心线平行但不共线，这样的不对中称为平行不对中（或相离不对中）。平 行不对中在各个轴的联结端产生剪切应力和弯曲变形。联轴器两端的轴承，会在径向（垂直 和水平方向上）上产生高强度的1X和2X振动。在多数情况下，2X处的幅度要高于1X。对于单 纯的平行不对中，轴向上1X和2X处的振幅都很小。沿联轴器检测到的振动在轴向和径向上异 相，并且轴向上的相位差为180度。
6
二、典型频谱分析 四、共振、轴弯曲、偏翘轴承
1、共振
特征：频谱中通常只在一个方向有“峰丘”出现。
实验：典型信号频谱分析
实验：典型信号频谱分析实验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)()(x ( t ) = x ( t + nT )从数学分析已知，任何周期函数在满⾜狄利克利（Dirichlet ）条件下，可以展开成正交函数线性组合的⽆穷级数，如正交函数集是三⾓函数集（sinn ω0t,cosn ω0t ）或复指数函数集（t jn e 0ω），则可展开成为傅⾥叶级数，通常有实数形式表达式：直流分量幅值为：各余弦分量幅值为：各正弦分量幅值为：利⽤三⾓函数的和差化积公式，周期信号的三⾓函数展开式还可写如下形式：直流分量幅值为： A 0 = a 0各频率分量幅值为：各频率分量的相位为：式中，T —周期，T=2π/ω0；ω0—基波圆频率；f 0—基波频率；n=0,±1, ……。
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本科生实验报告
（二）
姓名:温玮
学院:公安技术学院
专业:信息安全
班级:信息安全班
实验课程名称:操作系统
实验日期:2013年11月12日
指导教师及职称:何珍祥
实验成绩:
开课时间：2013-2014学年第一学期
甘肃政法学院实验管理中心印制
实验题目
windows及linux进程的观察
小组合作
否
姓名
结果2：一个进程包还多个线程，同一进程中，多个线程可以并发执行。
线程是轻量级进程，它是一个基本的CPU执行单元，也是程序执行流的最小单元，是被系统独立调度基本单位，线程自己不拥有系统资源，但它和进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源。
结果3：在进程的动态执行，其线程数、CPU、平均CPU、专用内存、可共享存，的数据都是动态变化的。在此我们可以体会到进程的动态性。
二．实验环境
1、安装有Windows操作系统的PC机。
2、安装有Linux虚拟机即Red Hat Linux系统的PC机。
三、实验内容与步骤
一、利用Windows 7的任务管理器进行下面内容的观察并记录、分析。
⑴观察现有系统进程，并记录它们的内存占有情况，进程ID号，映象名，优先级；记录系统现在的进程数、线程数。
⑴观察现有系统进程，并记录它们的内存占有情况，进程ID号，映象名，优先级；记录系统现在的进程数、线程数。
1、进程ID号、映像名、内存占有情况
2、nice优先级
3、通过ps观察进程的运行状态。
四、实验过程与分析
五、实验总结
QQmusic.exe
qq.exe
Powerpoint.exe
用户名
Administrator
Administrator
Administrator
Administrator
Administrator
线程数
37
14
24
43
34
CPU
00
00
00பைடு நூலகம்
00
00
平均CPU
1.01
1.22
3．44
6.54
3．21
温玮
班级
信息安全
学号
201181250123
一、实验目的
1.Linux环境下程序、进程、线程关系观察
掌握red hat linux中进程的描述，进程占用资源的情况分析。了解进程与程序的大小关系。
实验内容：
利用red hat linux的任务管理器进行下面内容的观察并记录、分析。
⑴观察现有系统进程，并记录它们的内存占有情况，进程ID号，映象名，优先级；记录系统现在的进程数、线程数。
结果1：同一程序的进程大于其可执行程序的大小.。
分析1：程序是静态的，而进程是程序的一次执行过程，它是动态的创建和消亡的，具有一定的生命周期，是暂时存在的，而我们运行程序的.exe文件时，系统调用该程序，为其创建相应的的进程。进程它包括程序、数据和进程控制块（PCB）三部分，所谓的创建进程就是创建PCB。而在执行过程中它还要获得相应的系统资源，要保证程序能独立运行，操作系统还要为其配置一个专门的数据结构，即PCB，因此，进程大于其可执行程序的大小。
结果4：我们也可以看到进程的一些基本信息，如进程标识号（PID），用户名，占用内存等。
结果5：当我们退出一个程序，如关闭QQ时，可以发现其进程也随之消失。再次启动时，发现QQ的PID与先前的不同了，可见进程创建时操作系统才位置分配一个唯一的PID，直到该进程结束。
二、利用red hat linux的任务管理器进行下面内容的观察并记录、分析。
⑷任选五个可执行程序并运行，观察它们的进程描述（进程PID、映象名称、CPU使用、内存使用、内存使用增量、内存使用高峰值、用户名、虚拟内存大小、基本优先级、句柄计数、线程计数等可以观察到的内容，并记录分析。
运行IE浏览器、QQ、excl2010、Word2010、powerpoint2010、QQ音乐五个程序，并观察：
⑵通过ps观察进程的运行状态。
2.进程的创建及终止
掌握linux中进程的创建及撤消，理解进程的生命周期。
⑴编写三个程实现进程的创建及撤消。要求分别调用fork()、vfork()实现进程的创建，调用exit()终止进程，调用exec()为进程指定新的运行程序。
⑵调试并分析结果。
3.父子进程的同步
理解进程同步工作的原理，掌握linux中wait()、exit()、sleep()实现进程的同步。
启动任务管理器—查看—选择列…：
由图像的变化可知，当打开两个QQ音乐时，线程数发生变化，线程数有多个则表示一个网页所占用的线程数有不止一个。
⑵运行Word2010，观察其进程的描述及系统的进程数、线程数；分别同时创建一个文档，两个文档；三个文档观察进程数、线程数及内存的变化。
⑶运行PowerPoint 2010观察其系统进程数、线程数及内存变化；观察其程序大小与进程大小的关系。
基本信息
程序名
IE浏览器
QQ音乐
powerpoint
可执行程序
3248kb
3476kb
213kb
3322kb
504kb
进程大小
31612k
43455k
88685k
32233k
11121k
进程PID
1408
2132
5940
334
2956
映像名称
BaoFengPlayer.exe
Explorer.exe