信號(hào)的調(diào)制方式

1、調(diào)制信號(hào)1.信號(hào)調(diào)制的目的是把要傳輸?shù)哪M信號(hào)或數(shù)字信號(hào)變換成適合信道傳輸?shù)母哳l信號(hào)， 一般分為調(diào)幅（AM）、調(diào)頻（FM）、和調(diào)相（PM）。2.調(diào)幅:使高頻載波信號(hào)的振幅隨調(diào)制信號(hào)的幅值變化。調(diào)幅電路應(yīng)用較廣，基本原理就是對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行乘法運(yùn)算，設(shè)一路信號(hào)為y(t)=Ysin(t)（例y(t)=sin(100t)）,其頻率較高，稱(chēng)為載波信號(hào)，另一路信號(hào)為x(t)=Xsin(t+)（例x(t)=10sin(5t)）,其頻率較低，成為調(diào)制信號(hào)，兩路信號(hào)相乘得到 )cos(21)cos(21)()()(tYXtYXtytxtz 調(diào)幅后的信號(hào)中沒(méi)有頻率為的載波信號(hào)，只有其附近的一對(duì)邊頻（2），稱(chēng)為抑制

2、調(diào)幅波。若調(diào)制信號(hào)包含較多的頻率成分，調(diào)幅后的信號(hào)由中心頻率附近的很多對(duì)邊頻組成。抑制調(diào)幅波中包含有調(diào)制信號(hào)的幅值、相位信息，但必須采用同步解調(diào)，才能恢復(fù)原調(diào)制信號(hào)。3.調(diào)頻：正弦波載波的頻率按調(diào)制信號(hào)幅值變化規(guī)律而變化的調(diào)制過(guò)程稱(chēng)為調(diào)頻，瞬時(shí)頻率可以定義為角位移對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)d/dt，正弦波的角位移可表示為=t+，d/dt=常數(shù)，調(diào)頻時(shí)瞬時(shí)頻率為d/dt=1+x(t)，若假定調(diào)制信號(hào)x(t)=Xcos(t),則角位移為 )sin()(tXtdttxt調(diào)制信號(hào)為sinsincossincossinsinsinsin)(tmtYtmtYtmtYYtzfff式中 ， 稱(chēng)為調(diào)頻指數(shù)。Xmf為了研究調(diào)頻

3、波的頻譜，利用貝塞爾函數(shù)將上式展開(kāi)得)()sin()2sin()2sin()sin()sin(sin)(22110nmJtnmJtmJtmJtmJtmJtmJYtzfnfnfffff式中 是 的n階貝塞爾函數(shù)。fnmJfm上式表明，當(dāng)調(diào)制信號(hào)僅為單一正弦波時(shí)調(diào)頻波中也含有無(wú)窮多的頻率成分，調(diào)頻比調(diào)幅所要求的帶寬要大得多，但因?yàn)檎{(diào)頻信號(hào)所攜帶的信息包含在頻率變化中，一般干擾作用主要引起信號(hào)幅度變化，對(duì)于調(diào)頻波很容易通過(guò)限幅器消除干擾，所以調(diào)頻能有效地改善信噪比，高性能的磁帶記錄儀往往采用調(diào)頻調(diào)相技術(shù)。4.載波信號(hào)的相位按照調(diào)制信號(hào)的幅值變化規(guī)律而變化的調(diào)制過(guò)程稱(chēng)為調(diào)相，當(dāng)調(diào)制信號(hào)為調(diào)相波的表達(dá)式

4、為與調(diào)頻波相似)sin()(tXtx)sinsin(sin)(tXtYYtzsinsinsin)(tmtYYtzf貝塞爾函數(shù)貝塞爾函數(shù)（Bessel functions），是數(shù)學(xué)上的一類(lèi)特殊函數(shù)的總稱(chēng)。通常單說(shuō)的貝塞爾函數(shù)貝塞爾函數(shù)指第一類(lèi)貝塞爾函數(shù)（Bessel function of the first kind）。一般貝塞爾函數(shù)是下列常微分方程（一般稱(chēng)為貝塞爾方程貝塞爾方程）的標(biāo)準(zhǔn)解函數(shù) ： 這類(lèi)方程的解是無(wú)法用初等函數(shù)系統(tǒng)地表示。 由于貝塞爾微分方程是二階常微分方程，需要由兩個(gè)獨(dú)立的函數(shù)來(lái)表示其標(biāo)準(zhǔn)解函數(shù)。典型的是使用第一類(lèi)貝塞爾函數(shù)和第二類(lèi)貝塞爾函數(shù)來(lái)表示標(biāo)準(zhǔn)解函數(shù)：貝塞爾函數(shù)的具體

5、形式隨上述方程中任意實(shí)數(shù)或復(fù)數(shù)變化而變化（相應(yīng)地，被稱(chēng)為其對(duì)應(yīng)貝塞爾函數(shù)的階數(shù)）。實(shí)際應(yīng)用中最常見(jiàn)的情形為是整數(shù)n，對(duì)應(yīng)解稱(chēng)為n階貝塞爾函數(shù)階貝塞爾函數(shù)。)(xy)()()(21xYcxJcxy齒輪故障特征1在各種齒輪故障診斷方法中,以振動(dòng)檢測(cè)為基礎(chǔ)的齒輪故 障診斷方法具有反映迅速、測(cè)量簡(jiǎn)便、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。2齒輪發(fā)生斷齒情況下其振動(dòng)信號(hào)沖擊能量達(dá)到最大，均方值和峰值減小,表明齒輪傳動(dòng)接觸減少,對(duì)經(jīng)過(guò)磨合期的齒輪,接觸減少只可能是齒輪斷齒或磨損厲害,但因峭度和峰值指標(biāo)增大,又表明齒輪存在較強(qiáng)的振動(dòng)沖擊,而磨損厲害并不會(huì)出現(xiàn)較大的沖擊振動(dòng)信號(hào),所以齒輪發(fā)生的是斷齒故障。3.峭度 ， 式中x(t)

6、為瞬時(shí)振幅，x杠為振幅均值，p(x)為概率密度，為標(biāo)準(zhǔn)差4)()(dxxpxtxK 式中xi為瞬時(shí)振幅，x杠為振幅均值，N為采樣長(zhǎng)度，t為標(biāo)準(zhǔn)差。 峭度（Kurtosis）K是反映振動(dòng)信號(hào)分布特性的數(shù)值統(tǒng)計(jì)量，是4階中心矩，峭度指標(biāo)是無(wú)量綱參數(shù)，由于它與軸承轉(zhuǎn)速、尺寸、載荷等無(wú)關(guān)，對(duì)沖擊信號(hào)特別敏感，特別適用于表面損傷類(lèi)故障、尤其是早期故障的診斷。在軸承無(wú)故障運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于各種不確定因素的影響，振動(dòng)信號(hào)的幅值分布接近正態(tài)分布，峭度指標(biāo)值K3;隨著故障的出現(xiàn)和發(fā)展，振動(dòng)信號(hào)中大幅值的概率密度增加，信號(hào)幅值的分布偏離正態(tài)分布，正態(tài)曲線(xiàn)出現(xiàn)偏斜或分散，峭度值也隨之增大。峭度指標(biāo)的絕對(duì)值越大，說(shuō)明軸承偏離其正常狀態(tài)，故障越嚴(yán)重，如當(dāng)其K8時(shí)，則很可能出現(xiàn)了較大的故障。411tiNixxNK4.均方根值由于對(duì)時(shí)間取平均值，因而適用于像磨損、表面裂痕無(wú)規(guī)則振動(dòng)之類(lèi)的振幅值隨時(shí)間緩慢變化的故障診斷。5.齒輪偏心是指齒輪的中心與旋轉(zhuǎn)軸的中心不重合，這種故障往往是由于加工造成的。 (1)時(shí)域特征 當(dāng)一對(duì)互相嚙合的齒輪中有一個(gè)齒輪存在偏心時(shí)，其振動(dòng)波形由于偏心的影響被調(diào)制，產(chǎn)生調(diào)幅振動(dòng)，圖為齒輪有偏心時(shí)的振動(dòng)波形。 NixNX121(2)頻域特征 齒輪存在偏心時(shí)，其頻譜結(jié)構(gòu)