Взаимный узкополосный спектральный анализ
Программа Взаимный узкополосный спектр предназначена для определения взаимосвязи параметров сигналов от двух первичных преобразователей, установленных в разных частях исследуемого объекта и может использоваться при локализации источника повышенного шума, при определении коэффициента звукопоглощения в исследованиях акустических свойств материалов, при определении пространственно-временного распределения вектора колебательной скорости в мгновенный момент времени (вектора Умова-Пойнтинга), при построении амплитудно-частотной характеристики разреза грунта при исследовании толщи грунтов по методу Накамуры и пр.
Взаимный узкополосный спектр позволяет производить расчёт взаимных спектров мощности, фазовых спектров, спектров когерентности, импульсных характеристик, а также расчет резонансов.
Взаимный узкополосный спектр отображает различные спектральные характеристики сигналов, позволяющие выявить, например, повышение амплитуд вибрации на резонансных частотах диагностируемого изделия или на резонансных частотах составных частей сложной системы. Что в свою очередь позволяет на ранних стадиях обнаружить неисправность и принять соответствующие меры.
Проведение взаимного узкополосного спектрального анализа сигналов, поступающих с входных каналов анализаторов спектра, может быть реализовано в реальном масштабе времени или в режиме воспроизведения записанных временных реализаций.
Взаимный спектральный анализ относится к классическим методам анализа сигналов, является одним из наиболее устойчивых и применим почти ко всем классам сигналов, обладающих стационарными свойствами.
Программа Взаимный узкополосный спектр позволяет производить расчет взаимного спектра сразу по нескольким парам каналов. Для чего пользователю необходимо задать в настройках программы опорный канал — который будет участвовать в расчете каждого спектра, и измерительные каналы — те каналы, которые составят пару опорному при расчете взаимного спектра.
Основные функции программы
- измерение и отображение уровней сигнала в узких спектральных полосах. Количество полос может быть равным степени 2 (128, 256, 512, …, 262144), или произвольным (например, 100, 200, 500, …, 250000) с использованием Z-преобразования;
- измерение и отображение спектральных характеристик сигнала с различными типами усреднения (линейное, экспоненциальное), обработки (интегрирование, дифференцирование сигнала) и представления (среднеквадратическое (СКЗ) или пиковое значения);
- измерение и отображение разности фаз и коэффициента когеррентности сигналов;
- измерение и отображение модуля взаимного спектра;
- измерение комплексного частотного отклика и когеррентной мощности спектральной составляющей;
- измерение и построение переходной характеристики сигналов.
Программа позволяет вызывать дополнительные диалоговые окна с графическим представлением следующих параметров:
- Фаза (фазовая характеристика сигнала)
отображение совокупности начальных фаз сигнала
- Коэффициент когерентности
отображение фазовой синхронизации двух сигналов
- Переходная характеристика
реакция исследуемого объекта на единичное ступенчатое воздействие
- Импульсная характеристика
реакция исследуемого объекта на единичное импульсное воздействие
- Измерение собственных шумов
по методу спектрального вычитания
отображение совокупности начальных фаз сигнала
отображение фазовой синхронизации двух сигналов
реакция исследуемого объекта на единичное ступенчатое воздействие
реакция исследуемого объекта на единичное импульсное воздействие
по методу спектрального вычитания
- Измерение слабых сигналов
селективный нановольтметр из стандартного анализатора спектра
- Добротность
оценка добротности на конкретной частоте, где имеется резонанс
- Временная задержка
определение фазовой и групповой временной задержки
- Анализ резонансов
поиск резонансов между входным воздействием и откликом системы
- Диаграмма Найквиста
отображение амплитудно-фазовой частотной характеристики (АФЧХ)
селективный нановольтметр из стандартного анализатора спектра
оценка добротности на конкретной частоте, где имеется резонанс
определение фазовой и групповой временной задержки
поиск резонансов между входным воздействием и откликом системы
отображение амплитудно-фазовой частотной характеристики (АФЧХ)
Несмотря на то, что для точных оценок частотных характеристик необходимо выполнение условия по линейности системы (а в практических ситуациях линейность относится к числу наиболее редко выполняемых свойств), взаимный спектральный анализ позволяет получить вполне осмысленные результаты, описывающие наилучшие (в среднеквадратичном смысле) линейные приближения для исследуемых систем. Это особенно важнов тех случаях, когда речь идёт об исследовании статистик экстремальных значений, как например при предсказании катастрофических разрушений под действием случайных нагрузок. [Дж. Бендат, А. Пирсол «Применения корреляционного и спектрального анализа», 1983].
Взаимные спектральные плотности выдают результаты в виде функции от частоты. Этот факт очень сильно расшряет диапазон возможных применений спектрального анализа к инженерным задачам в тех областях, где ранее использовались корелляционные методы.
Важным преимуществом взаимного спектрального анализа по сравнению с корреляционным является то, что для получения значимых результатов не надо требовать, чтобы среда была бездиспертионной.
Взаимный спектральный анализ используется при решении задач локализации источников сигнала.
Спектральные плотностидают удобные средства для прямого оценивания свойств физических систем по наблюдениям на входе и выходе, которые легко распространяются в многомерные системы.
Поддерживаемое оборудование
Входными данными программы Взаимный узкополосный спектр являются цифровые данные канала сервера ZETLAB.
Программа Взаимный узкополосный спектр входит в состав следующего ПО:
- ZETLAB ANALIZ – программное обеспечение, поставляемое с анализаторами спектра,
- ZETLAB VIBRO – программное обеспечение, поставляемое с системой управления вибростендами,
- ZETLAB SEISMO – программное обеспечение, поставляемое с сейсмостанциями.
Взаимный узкополосный спектр входит в группу программ Анализ сигналов
Также включает в себя
Дополнительная комплектация
ZET 7152-N VER.3 сейсмограф с широким динамическим диапазоном; встроенный цифровой цифровой акселерометр ZET 7152-N и сейсмометр ZET 7156 ; диапазон частот 0,2…400 Гц Подробнее
ZET 017-U8 анализатор спектра; 8 измерительных каналов; диапазон частот до 20 кГц Подробнее
СУВ ZET 017-U8 система управления вибростендами (СУВ) 8 измерительных канала Подробнее
A19-U2 анализатор спектра; 2 измерительных канала; диапазон частот до 200 кГц Подробнее