分析频率/采样点数/谱线数的设置要点

tjxz888 · 发表于 2006-8-25 10:35

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本帖最后由 fengchunlijdb 于 2013-4-15 17:07 编辑

1．最高分析频率：Fm指需要分析的最高频率，也是经过抗混滤波后的信号最高频率。根据采样定理，Fm与采样频率Fs之间的关系一般为：Fs=2.56Fm；而最高分析频率的选取决定于设备转速和预期所要判定的故障性质。
2．采样点数N与谱线数M有如下的关系：
N=2.56M 其中谱线数M与频率分辨率ΔF及最高分析频率Fm有如下的关系：ΔF=Fm/M 即：M=Fm/ΔF 所以：N=2.56Fm/ΔF
★采样点数的多少与要求多大的频率分辨率有关。例如：机器转速3000r/min=50Hz，如果要分析的故障频率估计在8倍频以下，要求谱图上频率分辨率ΔF=1 Hz ,则采样频率和采样点数设置为：
最高分析频率Fm=8·50Hz=400Hz;
采样频率Fs=2.56·Fm=2.56 ·400Hz=1024Hz;
采样点数N=2.56·（Fm/ΔF）=2.56·（400Hz/1Hz）=1024=2∧10（幂）
谱线数M=N/2.56=1024/2.56=400条

mao · 发表于 2006-9-2 09:10

经典的总结啊，但是我还是有点疑问：不是时域中有多少个样本点，频域中就有多少个样本点吗，为什么按你的公式时域采样点数与频域线数会不同呢？谢谢

yangzj · 发表于 2006-9-2 09:34

原帖由 mao 于 2006-9-2 09:10 发表
经典的总结啊，但是我还是有点疑问：不是时域中有多少个样本点，频域中就有多少个样本点吗，为什么按你的公式时域采样点数与频域线数会不同呢？谢谢

时域和频域点数是一样的,但一方面实数序列在频域是对称的,另一方面考虑到抗混滤波器的过渡带的问题,应该舍掉过渡带对应的谱线.

tjxz888 · 发表于 2006-9-2 13:45

注意：点数和谱线数是不同的；滤波与不滤波结果是有差异的！！！

mao · 发表于 2006-9-13 11:25

那点数与谱线数具体关系如何呢,可以请教吗

jiongmingyang · 发表于 2006-9-19 10:21

其实3楼的已经讲的很清楚了，这是最基本的信号处理常识，具体地说可以这样来理解，就拿楼主的例子来说：
采样频率Fs=2.56·Fm=2.56 ·400Hz=1024Hz;
采样点数N=2.56·（Fm/ΔF）=2.56·（400Hz/1Hz）=1024
谱线数M=N/2.56=1024/2.56=400条
按照FFT变换，实际上得到的也是1024点的谱线，但是我们知道数学计算上存在负频率，是对称的，因此，实际上我们关注的是正频率部分对应的谱线，也就是说正频率有512线，为什么我们通常又说这种情况下是400线呢，就是因为通常情况下由于频率混叠和时域截断的影响，通常认为401线到512线的频谱精度不高而不予考虑。

mao · 发表于 2006-9-19 16:11

呵,谢谢指导的高手

miao7mijao · 发表于 2006-9-25 08:49

楼主你好：根据你所论述的内容，我可不可以这样认为，如果我要根据定子电流来诊断电动机的故障，4极的电动机同步转速为1500r/min=30Hz，接着就按照你给的公式进行计算？？

zuojg · 发表于 2006-9-25 08:51

原帖由 miao7mijao 于 2006-9-25 08:49 发表
楼主你好：根据你所论述的内容，我可不可以这样认为，如果我要根据定子电流来诊断电动机的故障，4极的电动机同步转速为1500r/min=30Hz，接着就按照你给的公式进行计算？？

1500r/min＝25Hz

miao7mijao · 发表于 2006-9-25 09:53

呵呵，不好意思。算错了！
那接下来我是不是就可以按照楼主给的公式进行计算采样频率和采样点数了？

求知-abc · 发表于 2007-5-31 17:12

我是在校学生，我在信号分析处理的相关课本上得知，采样定理：采样频率fs>= 2分析频率fm,即可满足不发生混叠的要求。但是鉴于滤波器不可能达到十分理想的滤波效果，故一般把采样频率设置成大于2的值，但如楼主所讲一般将倍数设置为2.56。是否有什么优势或可取之处？请明示。
还有就是，我是第一次听说采样点数和谱线数之间的差别，请问讨论二者的差别有什么意义？

johncui · 发表于 2007-5-31 18:17

我知道，在进行数据采集时，传感器的选择、采样频率及选择的谱线数等参数非常重要。但以前一直没搞十分清楚他们的联系和设置原则，现在看了楼主和各位专家的讲解，收获挺大，相信对以后现场数据采集非常有益。

谢谢诸位！

:@)

sinchar · 发表于 2007-6-19 19:50

另外，采样点数也不是随便设置的，即不是越大越好，反之亦然
对于旋转机械必须满足整周期采样，以消除频率畸形，单纯提高分辨率也不能消除频率畸形
过去，有人以为数据越长越好，或随便定时域信号长度，其实，这样做是在某些概念上不清楚，例如，不清楚整周期采样

[ 本帖最后由 sinchar 于 2007-6-19 19:56 编辑 ]

zhj0231984 · 发表于 2007-7-10 08:30

在实验情况下好象实现整周期采样有点困难哦~~ 除非再加一路信号~

pleeblog · 发表于 2007-7-10 10:30

采样点数N=2.56·（Fm/ΔF）=2.56·（400Hz/1Hz）=1024=210，最后等于210是什么意思啊？

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