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[车辆工程] 测试信号不同频率分辨率对测试结果的影响

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发表于 2015-3-3 21:25 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  设想对一段信号进行不同频率分辨率的计算,第二个频率分辨率为第一个的一半,保持采样上限频率不变,那么测量结果的频谱幅值不是应该与原幅值相关一定的大小6db吗?

由于频率分辨率变为原来一半而采样上限频率不变,刚采样点数即谱线性为原来的一倍,而对应于该FFT变换的数据块时间长度即采样周期也为原来的一倍,而对应于时域下的脉冲周期仍保持不变,对于某平稳随机信号而言,那么可以认为后采样信号能量为第一次采样能量的一倍,则这两次测试结果的频谱能量相差一倍,是不是应该第二次的幅值比第二次结果要小?但是为什么测试结果最终显示的是相同呢?
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发表于 2015-3-3 23:26 | 显示全部楼层
分析的对象是随机信号还是正弦信号?
频谱幅值指的是功率谱还是频谱?
感觉若能附图或程序,别人较好了解你的问题
 楼主| 发表于 2015-3-4 08:53 | 显示全部楼层
ChaChing 发表于 2015-3-3 23:26
分析的对象是随机信号还是正弦信号?
频谱幅值指的是功率谱还是频谱?
感觉若能附图或程序,别人较好了解 ...

谢谢,其实这是一个很直白的问题,纯粹的任意test.lab测试都包含这个,原本对很多人来说,这应该是不够成问题的,只是我很奇怪而已,想来附图也没有必要了。如果简单来考虑的话,可以随意的取随机噪声信号即可,采用AUTOPOWER LINEAR。
发表于 2015-3-4 16:14 | 显示全部楼层
难渡秋心 发表于 2015-3-4 08:53
谢谢,其实这是一个很直白的问题,纯粹的任意test.lab测试都包含这个,原本对很多人来说,这应该是不够成 ...

个人水平有限, 未使用过test.lab, 仅是好奇想确认所了解或定义的是一致的而已
个人所了解的是, 改变频率分辨率(或者说fft点数)是否影响频谱的幅值, 端视原始信号本质及频谱类型(linear spectrum or power spectrum density)而定
既然楼主认为没必要, 只得同待高人路过
 楼主| 发表于 2015-3-4 16:46 | 显示全部楼层
ChaChing 发表于 2015-3-4 16:14
个人水平有限, 未使用过test.lab, 仅是好奇想确认所了解或定义的是一致的而已
个人所了解的是, 改变频率 ...

谢谢你,其实对于一般使用test.lab的测试人员来说,原本应该不会这样考虑这个问题,会很自然的认为它们是一样的,我虽然在用test.lab做过一些测试,以前也没有考虑过这一点,但是一次朋友问关于采样周期越大则对应的频谱应当越小,才发觉这个问题有点怪。
发表于 2015-3-4 16:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 ChaChing 于 2015-3-4 22:39 编辑
难渡秋心 发表于 2015-3-4 16:46
谢谢你,其实对于一般使用test.lab的测试人员来说,原本应该不会这样考虑这个问题,会很自然的认为它们是 ...

采样周期越大则对应的频谱(频谱或功率谱密度)应当越小
这句话可不一定, 原因4F有说了
 楼主| 发表于 2015-3-4 17:51 | 显示全部楼层
ChaChing 发表于 2015-3-4 16:58
采样周期越大则对应的频谱应当越小
这句话可不一定, 原因4F有说了

对于时域下的采样而言,脉冲周期越大,那么根据博里叶变换的性质,其对应的频谱在相应频率点处的幅值是越低的,如果对某随机噪声信号进行测试时,按照我一开始提出的想法进行结果比较,频谱幅值会存在大小差别吗?
发表于 2015-3-4 22:45 | 显示全部楼层
难渡秋心 发表于 2015-3-4 17:51
对于时域下的采样而言,脉冲周期越大,那么根据博里叶变换的性质,其对应的频谱在相应频率点处的幅值是越 ...

不清楚你所谓"脉冲周期越大"的意思!
建议看下这帖子, 尤其hcharlie及几位高手的说法
请问,频谱与功率谱有什么区别? http://forum.vibunion.com/thread-8098-1-1.html

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 楼主| 发表于 2015-3-7 12:47 | 显示全部楼层
ChaChing 发表于 2015-3-4 22:45
不清楚你所谓"脉冲周期越大"的意思!
建议看下这帖子, 尤其hcharlie及几位高手的说法
请问,频谱与功率 ...

谢谢你一直帮我解答,这个大体上我知道,测试信号中关于随机信号的分析上有,只是我不太明白某些环节,想举个例子说明。

           假设对怠速状态下的排气噪声进行测试,第一次测试时选用频率分辨率1Hz,上限频率2048Hz,追踪信号为时间,持续时间10s,选择2avg/s,那么是11个数据块,这其实是意味着每隔0.5s采一个数据块,每个数据块长度为1s,(Question1:是这个意思吗?)采用Autopower linear分析平均谱spectrum averaged(Question2:这个平均谱实际上是将这21个数据块的自功率线性谱平均成一个自功率线性谱,是这个意思吗?)

           这一次测试,仅仅改变频率分辨率为0.5,其他所有的都不变,那么这次的最终平均谱结果是不是应该和上次一样?(请谅解我在公司一直没有一个好的契机来试验,我拿模态测试做过试验,但是声学试验没有做过)(Question3:其实这两个结果应该是基本一样的,对不对?我是不是可以这样理解,之所以它们结果差不多,是因为对于这类平稳随机信号而言,在这两种测试情况下,它的功率谱密度是相近的?如果是,那么假如我测的是加速过程呢,采用类似的方法,仅改变频率分辨率,两次测试结果会近似相等吗?)

          Question4:无法理解的是,对于周期信号而言,比如周其矩形脉冲信号,它的周期越大,对应频率分辨率越小,各频率点处的幅值越低。而对于随机信号而言,由于没有傅里叶变换,必须要用功率谱来表示,我做频响函数测试时对比过,结果相近,但频响函数表征了系统特性,可以认为是一个具有统计规律的信号。那么倒底什么情况下仅仅因为分辨率不同,出现谱幅值差异的情况呢?

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很好的问题~一看就是搞学术的料!  发表于 2015-3-7 16:42

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发表于 2015-3-10 09:11 | 显示全部楼层
难渡秋心 发表于 2015-3-4 16:46
谢谢你,其实对于一般使用test.lab的测试人员来说,原本应该不会这样考虑这个问题,会很自然的认为它们是 ...

本人nvh试验员,也有同样的疑问
 楼主| 发表于 2015-3-11 14:38 | 显示全部楼层
强势_蔓延 发表于 2015-3-10 09:11
本人nvh试验员,也有同样的疑问

经过在加速与怠速状态下的噪声测试结果,在一定频率范围内不同测试结果的有效值几乎是相等的,但是原则上来说,它们不是应该不等吗?
发表于 2015-3-30 10:06 | 显示全部楼层
难渡秋心 发表于 2015-3-11 14:38
经过在加速与怠速状态下的噪声测试结果,在一定频率范围内不同测试结果的有效值几乎是相等的,但是原则上 ...

我试过稳态的振动加速度测试,对于整车振动一般关心2~100Hz,这个范围求出的RMS要比2~1000Hz的小些。
 楼主| 发表于 2015-3-30 13:25 | 显示全部楼层
强势_蔓延 发表于 2015-3-30 10:06
我试过稳态的振动加速度测试,对于整车振动一般关心2~100Hz,这个范围求出的RMS要比2~1000Hz的小些。

这个当然要不了,因为缺少了一部分频率,相当于缺少了部分能量,而振动信号能量分布在低频,中高频的要小得多,所以你这结果最后肯定是100内的RMS比1000内的稍微大一点点。
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