空壓機(jī)測(cè)量時(shí)頻域中的假象
動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀具有并聯(lián)空壓機(jī)濾波器分析儀速度的優(yōu)點(diǎn)而無(wú)其 分辨率低的不足。
此外,它還是唯一能在三維區(qū)域中工作的空壓機(jī)分析儀。
本篇我們將對(duì)這種重委的分析儀作更全面的了解。
我們從作為動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀基礎(chǔ)的快速傅立葉變換(FFT) 的性質(zhì)入手,并不對(duì)這些性質(zhì)作出證明,而是就共正確性進(jìn)行適當(dāng)?shù)膯l(fā)式論證。
然后我們將說(shuō)明,在空壓機(jī)頻譜分析中,FFT的這些性質(zhì)會(huì)產(chǎn)生某些類似假信號(hào)與泄漏 那樣的不希望有的特性。
闡明FFT的潛在困難后,接下去便說(shuō)明為了制造實(shí)用的動(dòng)態(tài)信 號(hào)分析儀所采取的解決辦法。
掌握有關(guān) FT特性的這些基本知識(shí),可望在用動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀處理各種測(cè)量問(wèn)題時(shí)取得良好效果。
這一完全錯(cuò)誤的結(jié)果是由于所謂假象現(xiàn)象造成的。空壓機(jī)頻域中的假象示于圖4.15。
如果兩個(gè)信號(hào)頻凜之差落在所關(guān)心的頻域范圍內(nèi),則它們就會(huì)產(chǎn)生假象。
在取樣過(guò)程中總會(huì)產(chǎn)生這個(gè)差頻。圖4.15中,輸入頻串稍商于取樣頻率。
于懸就產(chǎn)生低頻假象信號(hào)項(xiàng), 若是輸入頻凇等于取樣頻米,如同前面局郎溫度變化的例子那樣,則假信號(hào)項(xiàng)為直流 (0Hz) ,于是正如我們?cè)谏厦婵吹降模玫揭粋€(gè)恒定的輸出。
分析范圍一 F 頻事圖4.15 頻域中所看到的假象問(wèn)題 假象并不總是壞事,在故擬電子學(xué)中它稱之為混頻或外差,且常用來(lái)調(diào)諧家用收音 機(jī)、電視機(jī)以及其它通訊產(chǎn)品。
但在遺漏了空壓機(jī)局部溫度變化的那個(gè)例子情況下,則肯定出了問(wèn)題。
怎樣才能保證在測(cè)量中避免這一問(wèn)題呢?
如果我們?cè)诖笥谳斎胄盘?hào)最高頻率兩倍的地方取樣,則假象產(chǎn)物就不 會(huì)落到輸入信號(hào)的頰率范圍內(nèi)了。
因此,僅假象亦稱重疊幻象或混頻耍使取樣速串大于輸入信號(hào)最高頻串的兩倍, 在取樣器后面的濾波器(或者其作用像一個(gè)濾波器的FFT處理器) 便可去掉假象產(chǎn)物,同時(shí)允許所需要的輸入信號(hào)通過(guò)。
如果取樣速度較低。那么假象產(chǎn)物將落入輸入信號(hào)的頻率范圍,無(wú)論怎么 濾波器也不能將它們從信號(hào)中去掉。
這一最小取樣速度要求就是眾所周知的奈奎斯特準(zhǔn)則。
從空壓機(jī)時(shí)域中很容易看出,取樣頻率恰為輸入頻率兩倍并不總是足夠的。
在每一周期稍多于兩個(gè)取樣信息就足夠了這一點(diǎn)并不很明顯,而對(duì)于給出高質(zhì)量的時(shí)間顯示來(lái)說(shuō)則一定是不夠的。v
我們還可以看出,只要滿足取樣速串大于最大輸入頻半兩倍的空壓機(jī) 準(zhǔn)則,便足以避免假象并可保持輸入信號(hào)的全部信息。