Узкополосный спектральный анализ

Программа Узкополосный спектральный анализ предназначена для узкополосной спектральной обработки сигналов, поступающих с входных каналов модулей АЦП и анализаторов спектра (в реальном масштабе времени или в режиме воспроизведения записанных временных реализаций), а также просмотра различных спектральных характеристик сигналов.

Спектральный анализ используется для разделения сигналов на простейшие составляющие в частотной области. В основе данного типа анализа лежит принцип разложения временной реализации сигнала в частотный спектр с равномерным шагом по частоте с помощью преобразования Фурье.

При помощи программы Узкополосный спектральный анализ пользователь по форме спектра может определить наличие в измерительном канале тональных сигналов (дискретных составляющих) и шумовых компонент. Дополнительные возможности построения спектрограмм (в 2-мерном или 3-мерном виде) позволяют проследить динамику нестационарных процессов. Спектрограмма представляет собой спектрально-временное представление сигнала, рассчитанных за равные промежутки времени. Построение сечений спектрограммы по времени и по частоте позволяет измерить параметры нестационарных процессов.

Узкополосный спектр. Заметка на частоте 3 кГц

Спектрограмма

Настройка параметров узкополосного спектра

Параметры настройки графика

Возможность получения максимальных и усредненных спектров и сравнение их с заданных спектром (нормой) позволяет легко определить различие между заданным и реальным уровнем спектров. Это необходимо при проведении различного вида мониторинга оборудования, входного/выходного контроля.

Одновременный спектральный анализ в различных частотных диапазонах одного и того же сигнала дает возможность наблюдать спектр как во всем частотном диапазоне (панорамный режим), так и детальный анализ спектра в выбранных частотных диапазонах. Это необходимо при наличии в сигнале высокочастотных и низкочастотных дискретных составляющих.

Высокое частотное разрешение (до 50 000 полос) позволяет с высокой точностью определить частоту стационарного тонального сигнала; разделить несколько близлежащих частотных компонент. Эта ситуация часто наблюдается при виброакустическом анализе различных механизмов с электрическим приводом. В окрестности 50 Гц, как правило, наблюдается несколько дискретных составляющих, связанных с электромагнитной наводкой, механическими колебаниями, например, связанными с вращением асинхронного электродвигателя. Как правило, все эти источники находятся в полосе не более 0,5 Гц.

При анализе шумовых компонент мешающим фактором является наличие дискретных составляющих на спектре. В программе имеется опция Очистка спектра от дискретных составляющих (ДС). Эта функция подавляет все стационарные тональные сигналы.

При виброакустическом анализе обычно используется пьезоэлектрические акселерометры. Эти датчики отдают сигнал, пропорциональный ускорению в точке крепления. Нормы на уровни вибрации и их спектральный состав часто задаются по виброскорости. Для того чтобы получить сигнал виброскорости, необходимо проинтегрировать по времени сигнал виброускорения. Для балансировки важно получать виброперемещение в точке крепления датчика. Двойной интеграл по времени сигнала виброускорения позволяет получить сигнал виброперемещения. Эти дополнительные функции интегрирования и дифференцирования сигнала реализованы в программе.

Для измерения уровня дискретных составляющих обычно используют измерение уровня среднеквадратического значения (СКЗ) в полосе фильтра. В этом случае уровень дискретной составляющей практически не меняется от полосы анализа. Для измерения уровня шумовых компонент необходимо измерять спектральную плотность мощности (СПМ), которая задается в единица измерения/√Гц. Это необходимо, так как спектральная плотность мощности шума не зависит от полосы анализа. Программа Узкополосный спектральный анализ позволяет рассчитывать спектры по СКЗ, СПМ и амплитудным значениям.

При желании, пользователь может настроить отображение графика в программе Узкополосный спектр по своему усмотрению. Для вызова панели настройки параметров графика, необходимо активировать правую кнопку «мыши» сетке графика.

Для настройки пользователю доступны:

  • настройка размерности вертикальной и горизонтальной шкалы (равномерная, логарифмическая, децибельная/1/n октавная);
  • настройка параметров сетки;
  • настройка параметров отображения — тип линий, цвет графика, толщина линий и пр.;
  • настройка цвета сетки и размера шрифта;
  • добавление окон с подсказками — заметка на графике с привязкой к определённой точке с возможностью добавления пояснений.

Основные функции программы

  • измерение уровней сигнала в узких спектральных полосах. Количество полос может быть равным степени 2 (64, 128, 256, 512, 1024, 2048, …, 32768) или произвольным целым (50, 100, 200, 500, …, 50 000);
  • динамический диапазон спектрального анализа: 170 дБ;
  • усреднение анализируемого сигнала: от 0,01 до 1000 с;
  • типы усреднения: линейное, экспоненциальное;
  • использование весовых функций: прямоугольная, Хана, Хэмминга, Блэкмана, Барлета;
  • интегрирование/дифференцирование сигнала;
  • обработка сигналов по алгоритмам: быстрое (БПФ) и дискретное (ДПФ) преобразования Фурье;
  • тип представления анализируемого сигнала: спектральная плотность, спектральная мощность, среднее квадратичное или амплитудное значение;
  • возможность использования медианного фильтра для очистки спектра от дискретных составляющих.
  • расчет и отображение кепстра сигнала (обратное преобразование Фурье);
  • расчет и отображение проходной характеристики;
  • расчет и отображение спектрограмм в режиме 2-мерной топографической карты с отображением уровней по цветам и в режиме 3-мерной карты;
  • расчет и отображение графиков максимальных и средних значений за заданный промежуток времени;
  • возможность наложения нормирующего графика для оценки характеристик переходных процессов;
  • анализ гармонических составляющих;
  • запись и чтение конфигурации программы для облегчения проведения измерений в случаях, когда требуется повторяемость действий;
  • встроенная коррекция амплитудно-частотной характеристики (АЧХ).

Частотный диапазон анализа в программе Узкополосный спектр для анализаторов спектра ZET 017-U

Частота дискретизации устройства
f, Гц
Диапазон, Гц
Частотное разрешение, Гц
50 000 0…20 000 0…2 000 0…200 0…20 0…2
от 0,5 до 500 от 0,05 до 50 от 0,005 до 5 от 0,0005 до 0,5 от 0,00005 до 0,25
25 000 0…10 000 0…1 000 0…100 0…10 0…1
от 0,25 до 250 от 0,025 до 25 от 0,0025 до 2,5 от 0,00025 до 0,25 от 0,000025 до 0,025
5 000 0…2 000 0…200 0…20 0…2 0…0,2
от 0,05 до 50 от 0,005 до 5 от 0,0005 до 0,5 от 0,00005 до 0,05 от 0,000005 до 0,005
2 500 0…1000 0…100 0…10 0…1 0…0,1
от 0,25 до 25 от 0,025 до 2,5 от 0,0025 до 0,25 от 0,00025 до 0,025 от 0,000025 до 0,0025

Частотный диапазон анализа в программе Узкополосный спектр для анализаторов спектра А19

Частота дискретизации устройства
f, Гц
Диапазон, Гц
Частотное разрешение, Гц
250 000 0…100 000 0…10 000 0…1 000 0…100 0…10
от 2,5 до 2500 от 0,25 до 250 от 0,025 до 25 от 0,0025 до 2,5 от 0,00025 до 0,25
50 000 0…20 000 0…2 000 0…200 0…20 0…2
от 0,5 до 500 от 0,05 до 50 от 0,005 до 5 от 0,0005 до 0,5 от 0,00005 до 0,25
25 000 0…10 000 0…1 000 0…100 0…10 0…1
от 0,25 до 250 от 0,025 до 25 от 0,0025 до 2,5 от 0,00025 до 0,25 от 0,000025 до 0,025
5 000 0…2 000 0…200 0…20 0…2 0…0,2
от 0,05 до 50 от 0,005 до 5 от 0,0005 до 0,5 от 0,00005 до 0,05 от 0,000005 до 0,005
2 500 0…1000 0…100 0…10 0…1 0…0,1
от 0,25 до 25 от 0,025 до 2,5 от 0,0025 до 0,25 от 0,00025 до 0,025 от 0,000025 до 0,0025
500 0…200 0…20 0…2 0…0,2 0…0,02
от 0,005 до 5 от 0,0005 до 0,5 от 0,00005 до 0,05 от 0,000005 до 0,005 от 0,0000005 до 0,0005
250 0…100 0…10 0…1 0…0,1 0…0,01
от 0,0025 до 2,5 от 0,00025 до 0,25 от 0,000025 до 0,025 от 0,0000025 до 0,0025 от 0,00000025 до 0,00025

Поддерживаемое оборудование

Входными данными программы Узкополосный спектр являются цифровые данные канала сервера ZETLAB.

Программа Узкополосный спектр входит в состав следующего ПО:

Узкополосный спектр  входит в группу программ Анализ сигналов

Авторизация
*
*

15 − 10 =

Потеряли пароль?

Политика конфиденциальности персональных данных

Регистрация
*
*
*

20 + 18 =

Политика конфиденциальности персональных данных

Генерация пароля

восемь − семь =