हैनिंग विंडो को समझना

परिभाषा: हैनिंग विंडो क्या है?

The हैनिंग खिड़की एक विशिष्ट प्रकार का गणितीय फ़ंक्शन है जो समय तरंग डेटा के एक ब्लॉक पर लागू होता है इससे पहले कि इसे किसी द्वारा संसाधित किया जाए फास्ट फ़ूरियर ट्रांसफ़ॉर्म (FFT)यह सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला विंडोइंग कंपन विश्लेषण में कार्य करता है। हैनिंग विंडो का उद्देश्य एक त्रुटि को न्यूनतम करना है जिसे वर्णक्रमीय रिसाव.

खिड़की का आकार चिकना, घंटी जैसा होता है। समय संकेत से गुणा करने पर, यह समय खंड के आरंभ और अंत में संकेत को शून्य कर देता है और संकेत के केंद्र को अपरिवर्तित छोड़ देता है। यह पतला करने की प्रक्रिया सुनिश्चित करती है कि नमूना खंड की सीमाओं पर कोई तीक्ष्ण, कृत्रिम असंततता न हो।

हैनिंग विंडो क्यों आवश्यक है? (स्पेक्ट्रल लीकेज)

एफएफटी एल्गोरिथम मूलतः यह मानता है कि समय डेटा का वह परिमित खंड जिसका वह विश्लेषण कर रहा है, सिग्नल के एक पूर्ण, आवर्ती चक्र का प्रतिनिधित्व करता है। यह धारणा तभी सत्य है जब प्रत्येक आवृत्ति घटक के चक्रों की एक पूर्ण संख्या समय खंड में पूरी तरह से समाहित हो। एक घूर्णन मशीन से आने वाले वास्तविक सिग्नल में, ऐसा लगभग कभी नहीं होता है।

जब चक्रों की एक गैर-पूर्णांक संख्या कैप्चर की जाती है, तो समय खंड का अंत, आरंभिक समय से मेल नहीं खाता। FFT इस बेमेल को एक तीव्र उछाल या असंततता के रूप में देखता है। इस कृत्रिम असंततता में वह ऊर्जा होती है जो वास्तविक सिग्नल का हिस्सा नहीं होती, और यह ऊर्जा FFT स्पेक्ट्रम में आसपास के आवृत्ति डिब्बों में "रिसाव" करती है। यह रिसाव हो सकता है:

• एकल, तीव्र आवृत्ति शिखर को एक विस्तृत, धुंधले शिखर के रूप में प्रकट करने के कारण, सटीक आवृत्ति का पता लगाना कठिन हो जाता है।
• कम आयाम वाले संकेतों को अस्पष्ट करें जो उच्च आयाम वाले संकेतों की आवृत्ति के करीब हों।

हैनिंग विंडो समस्या का समाधान कैसे करती है

समय खंड की सीमाओं पर सिग्नल को शून्य पर लाकर, हैनिंग विंडो कृत्रिम असंततता को हटा देती है। FFT अब एक सुचारु रूप से परिवर्तित, आवर्ती सिग्नल देखता है, जिसे वह अधिक सटीकता से संसाधित कर सकता है। परिणामस्वरूप, स्पेक्ट्रल लीकेज में उल्लेखनीय कमी आती है, जिसके परिणामस्वरूप:

• बेहतर आवृत्ति संकल्प: धुंधलापन प्रभाव कम हो जाता है, तथा स्पेक्ट्रम में आवृत्ति शिखर अधिक स्पष्ट एवं स्पष्ट रूप से परिभाषित हो जाते हैं।
• बेहतर आयाम सटीकता: जबकि विंडो समग्र शिखर आयाम को थोड़ा कम कर देती है (क्षतिपूर्ति के लिए विश्लेषक द्वारा एक ज्ञात सुधार कारक लागू किया जाता है), सही आवृत्ति बिन पर आयाम रीडिंग अधिक सटीक होती है क्योंकि आसन्न बिन में कम ऊर्जा लीक हुई है।

हैनिंग विंडो का उपयोग कब करें

हैनिंग विंडो है डिफ़ॉल्ट, सामान्य प्रयोजन विंडो अधिकांश स्थिर-अवस्था मशीनरी कंपन विश्लेषण के लिए। यह आवृत्ति विभेदन (आप निकटवर्ती आवृत्तियों को कितनी अच्छी तरह अलग कर सकते हैं) और आयाम सटीकता के बीच एक बहुत अच्छा समझौता प्रदान करता है। इसका उपयोग मोटर, पंप, पंखे और कंप्रेसर जैसी मशीनों पर अधिकांश नियमित FFT मापों के लिए किया जाना चाहिए।

अन्य विंडोज़, जैसे फ्लैटटॉप (उच्च आयाम सटीकता के लिए) या यूनिफ़ॉर्म (क्षणिक घटनाओं के लिए), का उपयोग अधिक विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, लेकिन सामान्य निदान के लिए हैनिंग मानक विकल्प है।

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