Analyseobjekt- und vorlage Fourier-Kreuzspektralanalyse – Kohärenz (Option Spektralanalyse)

23.08.2021

Die Kohärenz-Prozedur erzeugt Spektren, die die Ähnlichkeit zweier Signale darstellen. Die Kohärenz stellt über der Frequenz dar, in welchem Maß zwei Signale kohärent sind bzw. gemeinsame spektrale Energie aufweisen. Alternativ kann ein Spektrum erzeugt werden, welches das Signal-Rausch-Verhältnis als Funktion der Frequenz darstellt.

Die Kohärenz wird über Fourier-Transformationen berechnet. Die Datensätze müssen äquidistant abgetastet sein (konstante Abtastrate) und die gleiche Länge aufweisen.

Spektrumtyp

Die Prozedur bietet die vier Spektrumtypen Kohärenz, SNR - Signal-Rausch-Verhältnis, SNR - Signal-Rausch-Verhältnis dB und SNR - Signal-Rausch-Verhältnis dB, normiert. Der Verlauf der Kohärenz variiert im Bereich von 0 bis 1. Eine Kohärenz von 0 für eine gegebene Frequenz zeigt an, dass die Signale bei dieser Frequenz keine Gemeinsamkeit haben. Ein Kohärenz-Wert von 1 für eine gegebene Frequenz bedeutet, dass der spektrale Inhalt beider Signale bei dieser Frequenz identisch ist. Das Signal-Rausch-Verhältnis kann direkt in Dezibel oder in Dezibel, normiert auf 0 dB beim höchsten Peak dargestellt werden. Beim Typ dB, normiert hat das Signal-Rausch-Verhältnis ein Maximum bei 0dB, und der Y-Wert des zugeordneten Peaks kann ein wenig positiv sein, was durch die Interpolation verursacht wird.

Fenster

FlexPro bietet eine Vielzahl von Bewertungsfenstern, um den Leckeffekt zu verringern. Das Feld Fensteranpassung wird zum Festlegen der spektralen Breite, und damit des Dynamikbereichs, der anpassbaren Fenster verwendet. Für Fenster mit fester Breite ist dieses Feld deaktiviert.

Parameter

Für die FFT wird der Best-Exact-N Verbundalgorithmus verwendet.

Die Länge der einzelnen Segmente, Segmentlänge, und der Betrag der Überlappung, Überlappung %, kann angegeben werden. Sie sollten die Segmentlänge gemäß der gewünschten spektralen Auflösung einstellen. Sie können 0 als Segmentlänge eingeben, um diese auf die Datenlänge / 4 zu setzen. Werte für die Überlappung, die eine minimale Varianz erzeugen, liegen im Bereich von 50 bis 70%.

Um das Anhängen von Nullen (zero padding) zu ermöglichen, kann die gewünschte FFT-Länge separat angegeben werden. Es werden Nullen angehängt, wenn Sie die FFT-Länge auf einen Wert größer als die Segmentlänge setzen. Sie können 0 als FFT-Länge eingeben, um diese auf die Segmentlänge zu setzen. Wenn ein Bewertungsfenster verwendet wird, dann verursacht das Anhängen von Nullen einen sehr geringen Leckeffekt. Das Anhängen von Nullen ist hier besonders nützlich, um Peak-Frequenzen mit diesem Algorithmus zu interpolieren, da die gegenüber der Datensatzgröße reduzierte Größe der Segmente zu einer Verringerung der spektralen Auflösung führt.

Optionen - Peaks (Nur im Analyseassistent)

Die Peaks im Spektrum werden durch einen Algorithmus zur Erkennung lokaler Maxima identifiziert. Die Magnitude und die Frequenz der erkannten Peaks basieren beide auf einer kubischen Spline-Interpolation.

Die Peaks können durch eine Maximalanzahl oder einen dB-Schwellenwert unter dem höchsten Peak festgelegt werden. Die Peaks werden nach ihrer interpolierten Magnitude sortiert. Beachten Sie, dass die gewünschte Anzahl von Signalkomponenten nicht immer erreicht werden kann, da die Anzahl der gefundenen Peaks eventuell geringer ist.

Mit der Schaltfläche Beschriftungen können Sie die Y- und/oder X-Werte der Peaks im Spektrum anzeigen lassen.

Optionen - Referenz setzen/löschen (Nur im Analyseassistent)

Diese Funktion ermöglicht Ihnen den Vergleich verschiedener Spektralprozeduren und Einstellungen. Mit der Schaltfläche Referenz setzen wird eine Kopie des aktuell angezeigten Spektrums in der unteren Fensterebene angezeigt. Anschließend können Sie weitere Einstellungen vornehmen, die sich auf die Darstellung in der oberen Ebene auswirken. Mit Referenz löschen entfernen Sie die Kopie und die Zeitsignale werden wieder angezeigt.

Verwendete FPScript-Funktion

Coherence

Siehe auch

Analyseobjekte

Option Spektralanalyse

Analyseobjekt Fourier-Kreuzspektralanalyse

Kreuzspektralmaße

FFT-Algorithmen

Fourier-Spektralanalyse

Bewertungsfenster

Tutorial Kreuzspektralanalyse

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