試驗?zāi)B(tài)測試技術(shù)ppt課件-資料下載頁
2025-05-03 08:59本頁面
【正文】 Xn?nXn?nXn?nXn? 采樣（或數(shù)字化）速率 以及頻帶寬和分辨率 之間存在著一個基本關(guān)系。頻帶寬是 （ 稱為 Nyquist頻率），譜線分辨率是 。 m ax( , )???max~0 ?s???max?這里： )2(212m a x TNs ??? ?? )2(21 TNs ??? ??? 因為對于給定的分析儀器 ， 轉(zhuǎn)換次數(shù) （ N） 通常是固定的 （ 大多是 2的乘方： 512， 1024等等 ） ， 所以 復(fù)蓋的頻帶寬度和分辨率 ,完全由每個樣本的時間長度所確定 。這個事實使分析儀器的使用受到了限制 ， 如果處理不恰當(dāng)會導(dǎo)致錯誤的分析結(jié)果 。 下一節(jié)我們將討論如何避免這些錯誤所采取的一些方法 。 T 是信號樣本的長度。 混迭 與數(shù)字譜分析有關(guān)的一個問題成為 “ 混迭 ” ，它是由原來連續(xù)時間歷程的離散化而引起的 。 （ 如圖 ） 在這種離散化過程中 ，如果采樣頻率太低 ， 原始信號中所存在的高頻分量將會被曲解 。 實際上 ， 這些高頻分量將以低頻形式出現(xiàn) ， 或更為確切地說 ， 很難和真正的低頻分量相區(qū)別 。 如圖中 ， 數(shù)字化一個 “ 低 ” 頻信號所得到的一組離散數(shù)據(jù)和把該過程用于較高頻率信號時所得結(jié)果可以是完全相同的 。 解決混迭問題首先可以 （ 1） 采用抗混濾波器 將一部分高頻干擾信號成分用濾波器濾掉 。 這個抗混措施是非常重要的 ， 因此通常將抗混濾波器作為分析儀器的一部分 。 也就是說抗混濾波器是分析儀器中的一部分 。 另一方面是 （ 2） 正確選取采樣頻率 。 理論上講采樣頻率至少是分析頻率的兩倍 ， 即 當(dāng)然采樣頻率 愈大就愈不會產(chǎn)生混迭 ， 但這就帶來采樣的樣本時間段短 ， 或在同樣的時間段內(nèi)要處理的數(shù)據(jù)就增加 。 工程實際應(yīng)用時一般采用十倍的關(guān)系 ， 即 。 c?2cF??? c?10cF??? 泄漏 在信號分析理論中 ， 我們一般是假設(shè)所取的樣本有無限長 ， 或在有限長信號下 ， 作周期性假設(shè) 。 但實際所采的信號總是有限的 ， 不管你的分析儀器的容量有多大 ，并且周期性假設(shè)與實際情況也是不同的 。 在采取有限長信號分析時就會帶來能量泄漏到靠近真實頻率旁的頻率上去 。 下面我們給出兩個由于周期性假設(shè)有誤差的兩種最好和最壞的情況 。 樣本長度和譜的泄漏 t x(t) T t x(t) T a b nX??nX 窗 解決泄漏問題的一個實用的方法是運(yùn)用加窗 。 問題的類型不同 ， 采用的窗也不一樣 。 所謂加窗處理就是 ，在進(jìn)行譜分析前 ， 將一個預(yù)定的輪廓的信號加 （ 乘 ）到所分析的信號上 ， 該輪廓的信號稱為窗 ， 它通常用一個時間函數(shù) 來描述 。 加窗后所分析的信號是 常用的窗有： )(tW)()()( tWtxtx ??不同類型的窗 x(t) t x(t) t x(t) t x(t) t t x’(t) t x’(t) t x’(t) t x’(t) a b c d W(t) t W(t) t W(t) t W(t) t 矩形窗 （ a） ；漢寧窗；（ b） 余弦窗 （ c） ；指數(shù)窗 （ d） 。 它們所能改善譜的效果如圖所示 。漢寧窗和余弦窗一般用于穩(wěn)態(tài)周期或隨機(jī)信號 ，而 指數(shù)窗這一般用于瞬態(tài)信號 ， 因為此時大量重要的信息集中在時間記錄的初始部分 ， 因此在這種情況下要避免用漢寧窗和余弦窗 。 x(t) t T 漢寧窗在有限傅立葉變換中的效果 nXn? 對于信號處理另外還有很多技術(shù) ， 象細(xì)化 、 信號平均等我們這里就不一一討論了 ， 有興趣的同學(xué)或所作的論文是動態(tài)分析則應(yīng)參考有關(guān)的專著 。
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