典型信號(hào)的頻譜分析實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書_第1頁(yè)
典型信號(hào)的頻譜分析實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書_第2頁(yè)
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. 試驗(yàn)?zāi)康脑诶碚搶W(xué)習(xí)的根底上,通過(guò)本試驗(yàn)生疏典型信號(hào)的頻譜特征,并能夠從信號(hào)頻譜中讀取所需的信息。了解信號(hào)頻譜分析的根本原理和方法,把握用頻譜分析提取測(cè)量信號(hào)特征的方法。. 試驗(yàn)原理x(t)X(f),從而幫助人們從另一個(gè)角度來(lái)了解信號(hào)的特征。圖1、時(shí)域分析與頻域分析的關(guān)系X(f)

x(t)e dt

(1)式中X(f)為信號(hào)的頻域表示,x(t)為信號(hào)的時(shí)域表示,f為頻率。工程上習(xí)慣將計(jì)算結(jié)果用圖形方式表示,以頻率f為橫坐標(biāo),X(f)的實(shí)部a(f)和虛部b(f)為縱坐標(biāo)畫圖,稱為時(shí)頻-虛頻譜圖;以頻率f為橫坐標(biāo),X(f)的幅值A(chǔ)(f)和相位(f)為縱坐標(biāo)畫圖,則稱為幅值-相位譜;以f為橫坐標(biāo),A(f)為縱坐標(biāo)畫圖,則稱為功率譜,如下圖。頻譜是構(gòu)成信號(hào)的各頻率重量的集合,它完整地表示了信號(hào)的頻率構(gòu)造,即信號(hào)由哪些諧波組成,各諧波重量的幅值大小及初始相位,提醒了信號(hào)的頻率信息。

圖2、信號(hào)的頻譜表示方法.試驗(yàn)內(nèi)容白噪聲信號(hào)幅值譜特性正弦波信號(hào)幅值譜特性3.方波信號(hào)幅值譜特性4.三角波信號(hào)幅值譜特性5.正弦波信號(hào)+白噪聲信號(hào)幅值譜特性.試驗(yàn)儀器和設(shè)備計(jì)算機(jī)DRVI快速可重組虛擬儀器平臺(tái)1臺(tái)1套打印機(jī) 1臺(tái)五. 試驗(yàn)步驟DRVI主程序,點(diǎn)擊DRVI快捷工具條上的“聯(lián)機(jī)注冊(cè)“圖標(biāo),選擇其中的“DRVI采集儀主卡檢測(cè)”或“網(wǎng)絡(luò)在線注冊(cè)”進(jìn)展軟件注冊(cè)。在DRVI軟件平臺(tái)的地址信息欄中輸入WEB版試驗(yàn)指導(dǎo)書的地址,在試驗(yàn)名目中選擇“典型信號(hào)頻譜分析”,建立試驗(yàn)環(huán)境。圖5典型信號(hào)的頻譜分析試驗(yàn)環(huán)境下面是該試驗(yàn)的裝配圖和信號(hào)流圖,圖中的線上的數(shù)字為連接軟件芯片的軟件總線數(shù)據(jù)線號(hào),6017、6018為兩個(gè)被驅(qū)動(dòng)的信號(hào)發(fā)生器的名字。圖6典型信號(hào)的頻譜分析試驗(yàn)裝配圖從信號(hào)圖觀看典型信號(hào)波形與頻譜的關(guān)系,從譜圖中解讀信號(hào)中攜帶的頻率信息。. 試驗(yàn)報(bào)告要求簡(jiǎn)述試驗(yàn)?zāi)康暮驮怼?截愒囼?yàn)系統(tǒng)運(yùn)行界面,插入到WinzipEmail上交試驗(yàn)報(bào)告。. 工程案例模擬應(yīng)用試驗(yàn)頻譜分析可用于識(shí)別信號(hào)中的周期重量,是信號(hào)分析中最常用的一種手段。例如,在機(jī)床齒輪箱故障診斷中,可以通過(guò)測(cè)量齒輪箱上的振動(dòng)信號(hào),進(jìn)展頻譜分析,確定最大頻率重量,然后依據(jù)機(jī)床轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)鏈,找出故障齒輪。7DRVI中集成的一個(gè)大型空氣壓縮機(jī)傳動(dòng)裝置故障診斷案例示意圖。在DRVI軟件平臺(tái)的地址信息欄中輸入WEB版試驗(yàn)指導(dǎo)書的地址,在試驗(yàn)名目中選擇“減速箱仿真試驗(yàn)”,建立仿真試驗(yàn)環(huán)境。圖7大型空氣壓縮機(jī)傳動(dòng)裝置故障診斷對(duì)試驗(yàn)進(jìn)展修改,添加頻譜分析功能,然后對(duì)減速箱上測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)波形進(jìn)展頻譜分析,并從其頻譜推斷出電機(jī)轉(zhuǎn)速和那一根傳動(dòng)軸是主要的振動(dòng)源。八. 趣味應(yīng)用試驗(yàn)1、音樂信號(hào)頻譜分析DRVIMP3播放器芯片,可以播放音樂,同時(shí)將音樂的波形數(shù)DRVIDRVI軟件平臺(tái)的地址信息欄中輸入WEB版試驗(yàn)指導(dǎo)書的地址,在試驗(yàn)名目中選擇“MP3播放器音樂信號(hào)分析試驗(yàn)”,建立仿真試驗(yàn)環(huán)境。從網(wǎng)上下載小提琴、小號(hào)等不同樂器演奏的音樂,以及歌曲等MP3格式的音頻文DRVIMP3播放器播放,觀看不同音樂的頻譜差異,加深對(duì)信號(hào)頻譜的理解。MP3播放器上的均衡器的位置,傾聽音樂的變化,并同時(shí)留意觀看信號(hào)波形、頻譜的變化。圖8音樂信號(hào)頻譜分析2、簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì)DRVI擬電子琴(各音階對(duì)應(yīng)的頻率分別為:131,147,165,175,196,220,247,262,294,330,349,392,440,494,523Hz),觀看信號(hào)波形和頻譜的關(guān)系。如以下圖所示。圖9模擬電子琴設(shè)計(jì)參考圖

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