典型信號的頻譜分析實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

. 試驗(yàn)?zāi)康脑诶碚搶W(xué)習(xí)的根底上，通過本試驗(yàn)生疏典型信號的頻譜特征，并能夠從信號頻譜中讀取所需的信息。了解信號頻譜分析的根本原理和方法，把握用頻譜分析提取測量信號特征的方法。. 試驗(yàn)原理x(t)X(f)，從而幫助人們從另一個(gè)角度來了解信號的特征。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)為信號的頻域表示，x(t)為信號的時(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)成信號的各頻率重量的集合，它完整地表示了信號的頻率構(gòu)造，即信號由哪些諧波組成，各諧波重量的幅值大小及初始相位，提醒了信號的頻率信息。

圖2、信號的頻譜表示方法.試驗(yàn)內(nèi)容白噪聲信號幅值譜特性正弦波信號幅值譜特性3.方波信號幅值譜特性4.三角波信號幅值譜特性5.正弦波信號＋白噪聲信號幅值譜特性.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1臺1套打印機(jī) 1臺五. 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“圖標(biāo)，選擇其中的“DRVI采集儀主卡檢測”或“網(wǎng)絡(luò)在線注冊”進(jìn)展軟件注冊。在DRVI軟件平臺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“典型信號頻譜分析”，建立試驗(yàn)環(huán)境。圖5典型信號的頻譜分析試驗(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，6017、6018為兩個(gè)被驅(qū)動(dòng)的信號發(fā)生器的名字。圖6典型信號的頻譜分析試驗(yàn)裝配圖從信號圖觀看典型信號波形與頻譜的關(guān)系，從譜圖中解讀信號中攜帶的頻率信息。. 試驗(yàn)報(bào)告要求簡述試驗(yàn)?zāi)康暮驮?。拷貝試?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)頻譜分析可用于識別信號中的周期重量，是信號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，可以通過測量齒輪箱上的振動(dòng)信號，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)裝置故障診斷對試驗(yàn)進(jìn)展修改，添加頻譜分析功能，然后對減速箱上測得的振動(dòng)信號波形進(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，加深對信號頻譜的理解。MP3播放器上的均衡器的位置，傾聽音樂的變化，并同時(shí)留意觀看信號波形、頻譜的變化。圖8音樂信號頻譜分析2、簡易電子琴設(shè)計(jì)DRVI擬電子琴(各音階對應(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