工程測試技術(shù)基礎(chǔ)第二部分信號分析基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-03-17 16:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 關(guān)分析 相關(guān)函數(shù)的性質(zhì) 相關(guān)函數(shù)描述了兩個信號間或信號自身不同時刻的相似程度，通過相關(guān)分析可以發(fā)現(xiàn)信號中許多有規(guī)律的東西。 （ 1）自相關(guān)函數(shù)是 ? 的偶函數(shù)， RX(?)=Rx( ?)； （ 2）當 ?=0 時， 自相關(guān)函數(shù)具有最大值。（ 3）周期信號的自相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周期信號， 但不保留原信號的相位信息。（ 4）兩周期信號的互相關(guān)函數(shù)仍然是同頻率的周期信 號，且保留原了信號的相位信息。（ 5）兩個非同頻率的周期信號互不相關(guān)。 （ 6）隨機信號的自相關(guān)函數(shù)將隨 ? 的增大快速衰減。 信號的時差域相關(guān)分析 點擊圖片 ?進入 信號的時差域相關(guān)分析 相關(guān)分析的工程應(yīng)用 案例： 機械加工表面粗糙度自相關(guān)分析 被測工件 相關(guān)分析性質(zhì) 3，性質(zhì) 4： ?提取出回轉(zhuǎn)誤差等周期性的故障源。 信號的時差域相關(guān)分析 案例： 自相關(guān)分析測量轉(zhuǎn)速理想信號干擾信號實測信號 自相關(guān)系數(shù)性質(zhì) 3，性質(zhì) 4： ?提取周期性轉(zhuǎn)速成分。自相關(guān)分析的主要應(yīng)用：用來檢測混肴在干擾信號中的確定性周期信號成分。 信號的時差域相關(guān)分析 案例： 地下輸油管道漏損位置的探測 案例： AGV小車定位，聲位筆定位 信號的時差域相關(guān)分析 案例： 互相關(guān)測速互相關(guān)分析的主要應(yīng)用：滯后時間確定 ?信號源定位測速測距離 信號的時差域相關(guān)分析 動手做：用計算機上的雙聲道聲卡測量聲波在空氣中的傳播速度。 信號的頻域分析 第二章、信號分析基礎(chǔ)8563A SPECTRUM ANALYZER 9 kHz GHz 信號頻域分析是采用傅立葉變換將時域信號 x(t)變換為頻域信號 X(f)，從而幫助人們從另一個角度來了解信號的特征。 傅里葉變換1 頻域分析的概念131Hz147Hz165Hz175Hz頻域參數(shù)對應(yīng)于設(shè)備轉(zhuǎn)速、固有頻率等參數(shù)，物理意義更明確。電子琴 信號的頻域分析 時域分析只能反映信號的幅值隨時間的變化情況，除單頻率分量的簡諧波外，很難明確揭示信號的頻率組成和各頻率分量大小。 圖例：受噪聲干擾的多頻率成分信號 信號的頻域分析 時間幅值頻率時域分析 頻域分析 信號的頻域分析 信號的頻譜 X(f)代表了信號在不同頻率分量處信號成分的大小，它能夠提供比時域信號波形更直觀，豐富的信息。 時域分析與頻域分析的關(guān)系2 周期信號的頻譜分析 周期信號是經(jīng)過一定時間可以重復(fù)出現(xiàn)的信號，滿足條件： x ( t ) = x ( t + nT )任何周期函數(shù)，都可以展開成正交函數(shù)線性組合的無窮級數(shù)，如三角函數(shù)集 的傅里葉級數(shù)。傅里葉級數(shù)的表達形式： 信號的頻域分析 式中 :傅里葉級數(shù)的復(fù)數(shù)表達形式：T―― 周期，T=2π/ω0；ω0―― 基波圓頻率；f0= ω 0 /2π 信號的頻域分析 頻譜圖的概念 工程上習(xí)慣將計算結(jié)果用圖形方式表示，以 fn (ω 0)為橫坐標， bn 、 an為縱坐標畫圖，稱為實頻－虛頻譜圖；以 fn為橫坐標， An、 為縱坐標畫圖，則稱為幅值－相位譜；以 fn為橫坐標， 為縱坐標畫圖，則稱為功率譜。 圖例 信號的頻域分析 例子：方波信號的頻譜展開圖示： 信號的頻域分析 波形合成與分解 周期信號都可以用三角函數(shù) {sin(2πnf0t),
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