PSD的单位问题的疑问

lipard

PSD的单位是g^2*Hz^-1，这里的Hz是什么频率？

hcharlie

加速度PSD的单位就是g^2/Hz，非常常用，Hz，频率，是1秒内完成振动的次数，有什么问题吗？

lipard

hcharlie 发表于 2013-3-28 16:39

                               
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加速度PSD的单位就是g^2/Hz，非常常用，Hz，频率，是1秒内完成振动的次数，有什么问题吗？

这个振动次数和采样频率没有关系吧？我用matlab做频谱分析，g-Hz的曲线还行，但是g^2/Hz-Hz的曲线跟测试软件分析的有些差别，我再想我是不是Hz除错了？
顺便再问你个问题：g-Hz曲线横坐标频率的范围怎么确定？

hcharlie

把图打出来看看差在哪里。
g-Hz曲线横坐标频率的范围最大到采样频率的一半。

lipard

hcharlie 发表于 2013-3-28 17:20

                               
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把图打出来看看差在哪里。
g-Hz曲线横坐标频率的范围最大到采样频率的一半。

测试软件得

matlab得

疑问如下：1、从图形趋势上来讲，测试软件得到的‘幅值-频率曲线’、‘功率-频率曲线’、‘能量-频率曲线’趋势基本一致，几个峰值和频率对应一致，但是用matlab做的这个就有差别了，除了3Hz处共同有个激励频率外，其他的峰值差别比较大，能量-频率曲线随着频率几乎是平的，但是幅值-频率最大峰值在13Hz处，周围也都还有几个高的峰值，都不在3Hz处，这个怎么解释？
2、测试软件得到的功率-频率曲线、能量-频率曲线和matlab得到的功率-频率曲线、能量-频率曲线 对应的y值不一样，比如能量-频率曲线甚至都差好几个数量级，这个是为什么啊？

lipard

频率分辨率=采样频率/采样点数；分别率是不是越高越好？怎么取采样频率和采样点数？

hcharlie

上面3个图应该是正确的，图1和3只差一个倍数，其余完全一样，中间图相近而不一样，但是这3个图用dB表示只差一个常数，其余是完全一样的。因为振幅2倍是6dB而功率能量2倍是3dB。
兰线和红线的关系是，振幅（兰线）的平方除以频率分辨率=功率谱密度（红线）。
下面的Matlab做的图是不对的。

lipard

hcharlie 发表于 2013-3-29 16:11

                               
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上面3个图应该是正确的，图1和3只差一个倍数，其余完全一样，中间图相近而不一样，但是这3个图用dB表示只差 ...

我试了一下，用matlab去对数后，功率和能量基本是可以重合的，但是幅度的就不对了，我回头再修改一下程序，感觉理论太欠缺了。您提到的‘振幅2倍是6dB而功率能量2倍是3dB’这个是什么意思？第二个，“振幅（兰线）的平方除以频率分辨率=功率谱密度（红线）”，频率分辨率不是采样频率/采样点吗？应该除以信号频率吧？f=(N-1)*fs/N，其中N是采样点，fs是采样频率

hcharlie

lipard 发表于 2013-3-29 16:58

                               
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我试了一下，用matlab去对数后，功率和能量基本是可以重合的，但是幅度的就不对了，我回头再修改一下程序 ...

精确地说，振幅10倍是20dB，功率或能量10倍是10dB，100倍才是20dB。振幅2倍6dB功率2倍3dB是非常近似的，是工程师们认可的。
频率分辨率=采样频率除以采样点数，是常数。

hcharlie

lipard 发表于 2013-3-29 15:59

                               
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频率分辨率=采样频率/采样点数；分别率是不是越高越好？怎么取采样频率和采样点数？

分辨率高有好处，但也不需要太高。
像你测试的图形，谱的波动较大，那是因为你没有取多次统计平均，取多次平均以后，谱形的波动小了，从谱的测量精度就高了，所以如果在现有的测量总数据有限的情况下，将数据分成若干小段进行谱分析，得到频谱或功率谱的平均，测量精度就提高了，分段多了，每一段就小了，频率分辨率就粗了，这种情况下要取一个合适的折衷，在分辨率合适的情况下平均次数尽量多一些。

lipard

hcharlie 发表于 2013-3-29 21:19

                               
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分辨率高有好处，但也不需要太高。
像你测试的图形，谱的波动较大，那是因为你没有取多次统计平均，取多 ...

大体明白一些，以前做的太少了，理论也缺乏，我再看理论再多做一些体会一下吧。谢谢主任的指导。

hcharlie

我说过，周期振动适宜用频谱，随机信号适宜用功率谱密度。
我细看你这个图，随机性是比较明显的，尤其在4~20Hz范围内随机的能量较大。
2.5和8Hz两个尖峰是比较明显的，这应该是两个共振，其它尖峰很多，但尚不能确定它们是不是共振，应该采用多次谱平均的方法，最好50~100次，真正的共振峰凸显出来，随机部分变平缓了。

lipard

hcharlie 发表于 2013-4-1 15:00

                               
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我说过，周期振动适宜用频谱，随机信号适宜用功率谱密度。
我细看你这个图，随机性是比较明显的，尤其在4~ ...

好的，学到不少。再次拜谢。