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关于细化空压机FFT频率分析

2017-12-22 tag标签:频率(1)

随着空压机技术的发展和快速傅里叶算法的出现,种类繁 多,功能齐全,分析精度高,适应性强,而且速度快,实时 能力极强(一般来说,分析时间只需几亳秒到几百毫秒) 的 数字式FFT频率分析仪就不断地涌现出来了,并且得到了空压机广 泛的应用。

通常,人们把利用数字技术对连续信号进行频率分析称 之为数字频率分析。它是以“离散傅里叶变换”为基础的。

由于“离散傅里叶变换”是对离散周期信号序列进行傅里叶 变换,因此需先将模拟时间信号进行抽样,经A/D转换, 离散为数字量,然后再开拓为周期序列。

FFT分析仪器

变换的结果,是以 离散的频谱给出。上图很清楚地说明了从连续非周期信号 转为离散的周期信号的过程。

常通的FFT频率分析给出的离散谱是从零频率开始到某 一最大频率f.。如果显示的谱线为L条,则相邻的频率差值 Of= f./L,因此频率分辨率不能超过Of。

所以,频率分辨率与最高分析频率是矛盾的。要提高频率分辨率,就必须低最高分析频率f;

反之要提高分析频率f。,则要求以降 低频率分辨率为代价。

但是,在许多实际振动问题的频率分析中,有时要求在 较高的频率点附近具有很高的频率分辨率。

比如齿轮箱的振 动波形分析,随机激励下结构的响应分析等等,如果提出要在 800HZ 附近具有0.5HZ 的分辨率,

采用通常的FFT来分析就 很难满足这一要求。这时,需要用到细化FFT技术。

所谓细化FFT技术,是指在不增加变换数据块N 的前提 下,将某一频率区间扩展至整个有效显示谱线上,从而获得 高的频率分辨率。

细化FFT的方法有多种,目前用得较多的是:

移频一一低通滤波细化技术,它可以获得较高的细化倍数。

利用傳里叶变换满足线性叠加原理而实现的细化 FFT技术,这种方法一般只能做到10倍的细化倍数。

细化的能力通常用细化倍数M来表示,它是指频率分辨 率在细化前后的比值。

比如某FFT分析仪,其有效谱线为256根,如果最高分析频 率为fo= 25.6kHz,则在细化前,其频率分辨率Of前= f。/L = 100Hz。

如果该仪器的细化能力可以将0~25.6kHz 的范 围以内任何频率点为中心的5HZ频率区间扩展到整个有效 谱线上,则细化后的频率分辨率Of后= 5/256>0.02Hz。 这样,最大的细化倍数M可达。


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