Objet et modèle d’analyse Analyse spectrale de Fourier – Spectre Peak-Hold (Option Analyse spectrale)
La procédure spectrale Peak-Hold forme le maximum de plusieurs spectres de fréquence, qui sont formés par la transformation de Fourier de plusieurs segments (qui se chevauchent généralement) du flux de données. La segmentation se traduit par un enregistrement de données de plus petite taille, et par conséquent par une résolution spectrale réduite. Cette procédure est adaptée à l'évaluation de signaux non stationnaires, car les composantes spectrales temporaires de grande amplitude, telles que les résonances pendant la montée en puissance, sont incluses dans le résultat sans être affaiblies par le calcul de la moyenne. La référence temporelle, c'est-à-dire l'information sur le moment où un niveau élevé s'est produit, est perdue.
Type de spectre
Les informations du domaine fréquentiel peuvent être renvoyées dans divers formats. Dans le tableau suivant, Re est la composante réelle de la FFT réelle (simple face) d'un segment donné à une fréquence donnée, Im est la composante imaginaire, δF est l'espacement de fréquence du spectre, n est la taille de l'ensemble de données, δX est l'intervalle d'échantillonnage et σ² est la variance de l'ensemble de données.
Type de spectre |
Formule/Description |
|---|---|
Amplitude |
sqrt(Re² + Im²) / n |
Amplitude RMS |
sqrt((Re² + Im²) / 2) / n |
Amplitude² |
(Re² + Im²) / n² |
dB |
20 * log10(sqrt(Re² + Im²) / n / Aref) Aref = Amplitude de référence à laquelle est attribué 0 dB |
dB normalisé |
20 * log10(sqrt(Re² + Im²) / n) - dBmax dBmax = valeur dB de la ligne spectrale avec l'amplitude maximale |
DSP - Densité spectrale de puissance |
(Re² + Im²) / n² / δF / 2 |
TISA - Amplitude² intégrée temp. |
δX * (Re² + Im²) / n / 2 |
MSA - Amplitude² moy. |
(Re² + Im²) / n² / 2 |
SSA - Amplitude² sommées |
(Re² + Im²) / n / 2 |
Variance |
(Re² + Im²) / (n * σ²) / 2 |
Magnitude² |
Re²+Im² |
Magnitude |
sqrt(Re² + Im²) |
Tiers d'octaves (valeurs moyennes) |
La moyenne des amplitudes dans une bande d'un tiers d'octave est formée. |
Tiers d'octaves (sommes) |
Les amplitudes dans une bande d'un tiers d'octave sont additionnées. |
Tiers d'octaves (RMS) |
La moyenne quadratique ou RMS pour chaque bande de tiers d'octave est calculée, c'est-à-dire qu'on fait la moyenne des amplitudes au carré et qu'on en déduit la racine carrée. |
Tiers d'octaves (moyenne quadratique) |
Les amplitudes carrées d'une bande d'un tiers d'octave sont additionnées. |
Octaves (valeurs moyennes) |
La moyenne des amplitudes dans une bande d'octave est formée. |
Octaves (sommes) |
Les amplitudes dans une bande d'octave sont additionnées. |
Octaves (RMS) |
La moyenne quadratique ou RMS pour chaque bande d'octave est calculée, c'est-à-dire qu'on fait la moyenne des amplitudes au carré et qu'on en déduit la racine carrée. |
Octaves (moyenne quadratique) |
Les amplitudes carrées dans une bande d'octave sont additionnées. |
Dans un graphique d'amplitude, vous voyez l'amplitude réelle des composantes sinusoïdales. Dans un graphique en décibels normalisés, le pic le plus élevé est à 0 dB, un pic à -3 dB aurait la moitié de la puissance et un pic à -6 dB aurait la moitié de l'amplitude. La DSP TISA (time-integral squared amplitude power) est l'intégrale réelle sous la courbe définie par le carré des données brutes.
Pour les types spectraux tiers d'octave et octaves, un spectre d'amplitude est d'abord calculé, qui est ensuite évalué avec les fonctions FPScript ThirdOctaveAnalysis ou OctaveAnalysis respectivement.
Fenêtres
FlexPro propose une variété de fenêtres d'observationpour réduire les fuites spectrales. Le champ ajustement de la fenêtre permet de définir la largeur spectrale, et donc la plage dynamique, des fenêtres réglables. Ce champ sera désactivé pour les fenêtres fixes.
La liste déroulante Normalisation offre deux options pour normaliser après l'application de la fenêtre. La sélection de l'option Amplitude normalise le gain de la fonction fenêtre utilisée, c'est-à-dire que la somme de toutes les valeurs est divisée par leur nombre. Cela compense l'amortissement des amplitudes causé par l'application de la fenêtre. Ceci est particulièrement utile pour mesurer les pics dans le spectre. Si vous sélectionnez Puissance, la perte de puissance est compensée. Le rapport entre la somme des données au carré avant et après l'application de la fenêtre est utilisé comme facteur de normalisation. La puissance totale dans le spectre correspond donc toujours à la puissance des données avant l'application de la fenêtre.
Paramètres
L'algorithme composite Meilleur Exact N est utilisé pour la FFT.
La longueur des segments de données individuels, Longueur segment, et la quantité de chevauchement, Chevauchement %, peuvent être spécifiés. Vous devez définir la taille du segment en fonction de la résolution nécessaire. La valeur par défaut de 0 fixe la longueur du segment au double de la racine carrée de la longueur des données, arrondie à la prochaine puissance de deux. Avec le chevauchement par défaut de 50%, cela conduit à environ deux fois plus de fréquences que de valeurs temporelles.
Pour permettre le rajout de zéro (zero padding), la longueur de la FFT peut être spécifiée séparément. Le rajout de zéro (zero padding) se produit lorsque vous définissez la longueur de la FFT à une valeur supérieure à la longueur du segment. Vous pouvez saisir 0 pour la longueur de la FFT afin de la régler sur la longueur du segment. Lorsqu'une fenêtre d'observation des données est utilisée, le rajout de zéro (zero padding) ne provoque que très peu de fuites spectrales. Le rajout de zéro (zero padding) est particulièrement utile pour interpoler les fréquences de crête avec cet algorithme, étant donné la perte de résolution encourue par la taille réduite des segments.
Options - Définir/effacer la référence (Assistant d'analyse uniquement)
Cette fonction vous permet de comparer différentes procédures et réglages spectraux. Vous pouvez afficher une copie du spectre actuellement affiché dans le volet inférieur en appuyant sur Définir référence. Ensuite, vous pouvez régler des paramètres supplémentaires qui affectent l'affichage dans le volet supérieur. Avec Suppr. référence, vous pouvez supprimer la copie et le signal horaire apparaîtra à nouveau.
Fonctions FPScript utilisées
Voir aussi
Objet d'analyse Analyse spectrale de Fourier