典型信号的频谱分析实验指导书

. 试验目的在理论学习的根底上，通过本试验生疏典型信号的频谱特征，并能够从信号频谱中读取所需的信息。了解信号频谱分析的根本原理和方法，把握用频谱分析提取测量信号特征的方法。. 试验原理x(t)X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。图1、时域分析与频域分析的关系X(f)

x(t)e dt

(1)式中X(f)为信号的频域表示，x(t)为信号的时域表示，f为频率。工程上习惯将计算结果用图形方式表示，以频率f为横坐标，X(f)的实部a(f)和虚部b(f)为纵坐标画图，称为时频－虚频谱图；以频率f为横坐标，X(f)的幅值A(f)和相位(f)为纵坐标画图，则称为幅值－相位谱；以f为横坐标，A(f)为纵坐标画图，则称为功率谱，如下图。频谱是构成信号的各频率重量的集合，它完整地表示了信号的频率构造，即信号由哪些谐波组成，各谐波重量的幅值大小及初始相位，提醒了信号的频率信息。

图2、信号的频谱表示方法.试验内容白噪声信号幅值谱特性正弦波信号幅值谱特性3.方波信号幅值谱特性4.三角波信号幅值谱特性5.正弦波信号＋白噪声信号幅值谱特性.试验仪器和设备计算机DRVI快速可重组虚拟仪器平台1台1套打印机 1台五. 试验步骤DRVI主程序，点击DRVI快捷工具条上的“联机注册“图标，选择其中的“DRVI采集仪主卡检测”或“网络在线注册”进展软件注册。在DRVI软件平台的地址信息栏中输入WEB版试验指导书的地址，在试验名目中选择“典型信号频谱分析”，建立试验环境。图5典型信号的频谱分析试验环境下面是该试验的装配图和信号流图，图中的线上的数字为连接软件芯片的软件总线数据线号，6017、6018为两个被驱动的信号发生器的名字。图6典型信号的频谱分析试验装配图从信号图观看典型信号波形与频谱的关系，从谱图中解读信号中携带的频率信息。. 试验报告要求简述试验目的和原理。拷贝试验系统运行界面，插入到WinzipEmail上交试验报告。. 工程案例模拟应用试验频谱分析可用于识别信号中的周期重量，是信号分析中最常用的一种手段。例如，在机床齿轮箱故障诊断中，可以通过测量齿轮箱上的振动信号，进展频谱分析，确定最大频率重量，然后依据机床转速和传动链，找出故障齿轮。7DRVI中集成的一个大型空气压缩机传动装置故障诊断案例示意图。在DRVI软件平台的地址信息栏中输入WEB版试验指导书的地址，在试验名目中选择“减速箱仿真试验”，建立仿真试验环境。图7大型空气压缩机传动装置故障诊断对试验进展修改，添加频谱分析功能，然后对减速箱上测得的振动信号波形进展频谱分析，并从其频谱推断出电机转速和那一根传动轴是主要的振动源。八. 趣味应用试验1、音乐信号频谱分析DRVIMP3播放器芯片，可以播放音乐，同时将音乐的波形数DRVIDRVI软件平台的地址信息栏中输入WEB版试验指导书的地址，在试验名目中选择“MP3播放器音乐信号分析试验”，建立仿真试验环境。从网上下载小提琴、小号等不同乐器演奏的音乐，以及歌曲等MP3格式的音频文DRVIMP3播放器播放，观看不同音乐的频谱差异，加深对信号频谱的理解。MP3播放器上的均衡器的位置，倾听音乐的变化，并同时留意观看信号波形、频谱的变化。图8音乐信号频谱分析2、简易电子琴设计DRVI拟电子琴(各音阶对应的频率分别为:131,147,165,175,196,220,247,262,294,330,349,392,440,494,523Hz)，观看信号波形和频谱的关系。如以下图所示。图9模拟电子琴设计参考图