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关于时域和频域,你必须知道的一些常识

2019-10-21 16:04| 发布者: weixin| 查看: 451| 评论: 0|原作者: weixin|来自: 声振之家公众号

摘要: 时域信号时域分析就是分析信号随时间的变化,比如24 小时体温监测图即体温随时间变化。
时域
信号时域分析就是分析信号随时间的变化,比如24 小时体温监测图即体温随时间变化。

时域分析反映在图象上最明显的特征就是横轴以时间为变量,纵轴因描述的变量不同而不同。
频域
频率就是指单位时间内发生的次数,一般用F 来表示。日常生活中我们经常接触到一些频率的描述,比如听收音机时,要调频选台,其中调频,就是要调至某一频率;我们家用的电器上也经常标着220V 50Hz,而50Hz就是指频率为50赫兹。

频域分析反映在图象上,自变量是频率即横轴是频率,纵轴是该频率信号的幅度。

实际上频域和时域只是人们对信号分析的不同方法。将时域信号经过一种非常有用的数学变换一傅里叶变换,就可转化到频域,得到信号的频谱 ,这就是频谱分析;反过来 ,我们也可将频域信号通过逆傅里叶变换转换成时域信号。
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频域与时域
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频域无法观测时域的特性
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由时域变换到频域,我们也可以分析信号中包含的各种频率分量的幅值、功率、能量和相位关系,也就是分析信号的频谱特性。既然通过信号的频域分析,可以知道信号含各个频率的成分多少,我们就可以设计滤波器的频率来抑制某些信号,而放大另一些我们感兴趣的信号。

频谱分析的应用
频谱分析主要用于识别信号中的周期分量,是信号分析中最常用的一种手段。

  • 在齿轮箱故障诊断中,通过齿轮箱振动信号频谱分析,确定最大频率分量,然后根据机床转速和传动链,找出故障齿轮。
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     ·  在螺旋桨设计中,可以通过频谱分析确定螺旋桨的固有频率和临界转速,确定螺旋桨转速工作范围。
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医学上也常常通过频谱分析,来诊断疾病。下面举几个频域分析在医学中应用的例子。
  • 心电信号的功率频谱图可以明显看出:未房颤时功率谱的谱线分布均匀,波谷都能回到零线;而房颤时,谱线疏密不等,有些谱线的波谷不能回零线。
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(a)未房颤时功率谱;(b)房颤时功率谱
心脏病患者的频域分析

来源:东华测试微信公众号(ID:donghuatest)

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