Հաննինգի պատուհանի հասկացումը
Հանինգի պատուհան (ավելի ճիշտ՝ Հաննի պատուհանը, անվանված Յուլիուս վոն Հանի պատվին) հարթ, զանգակաձև կշռային ֆունկցիա է, որը կիրառվում է տվյալների բլոկին ժամանակային ազդանշան մինչև այն փոխանցվելը Արագ Ֆուրիեի փոխակերպում (FFT)։ Այն ամենատարածվածն է բոլոր պատուհանավորում ֆունկցիաներից տատանումների վերլուծություն ում, և դրա միակ նպատակը չափման արտեֆակտի՝ սպեկտրալ թափանցում մարումն է։ Երբ պատուհանը բազմապատկվում է գրանցված ազդանշանով, այն հարթորեն զրոյացնում է ամպլիտուդը ժամանակային բլոկի սկզբում և վերջում՝ ազդանշանի կենտրոնը գրեթե անփոփոխ թողնելով։
1. Սահմանում. Ի՞նչ է Հաննինգի պատուհանը
Մաթեմատիկորեն Հաննինգի պատուհանը բարձրացված կես կոսինուս է. յուրաքանչյուր ժամանակային նմուշ բազմապատկվում է գործակցով, որը առաջին նմուշի դեպքում զրոյից բարձրանում է, բլոկի կեսին հասնում միավորի, և վերջին նմուշի դեպքում նորից իջնում զրոյի։ Դիագրամը հետևում է սիմետրիկ ձևին w(n) = 0.5 − 0.5·cos(2πn/(N−1)), որտեղ n նմուշի ինդեքսն է՝ 0-ից մինչև N−1 և N բլոկի երկարությունն է։ (ԷՖՖԹ-ի շատ վերլուծիչներ իրականացնում են սերտորեն կապված պարբերական տարբերակը, որը բաժանում է N փոխարենը և վերջին նմուշը թողնում զրոյից մի փոքր վերև. գործնական մեքենաների սպեկտրների համար տարբերությունը աննշան է։) Ձևը կարևոր է, քանի որ այն փափուկ է նվազեցնում տվյալները՝ ոչ թե կտրուկ կտրելով։ Վերջնակետերը զրոյացնելով՝ պատուհանավորված բլոկը կարելի է կրկնել ծայրից ծայր առանց կտրուկ ցատկի՝ ճիշտ այն պայմանը, որը ԷՖՖԹ-ն լռելյայն ենթադրում է։
2. Ինչու՞ է անհրաժեշտ պատուհան. հաճախականային թափանցում
ԷՖՖԹ-ն ստացված վերջավոր նմուշների բլոկը դիտարկում է որպես ազդանշանի մեկ կատարյալ, անվերջ կրկնվող ցիկլ ։ Այդ ենթադրությունը ճիշտ է միայն այն դեպքում, երբ յուրաքանչյուր հաճախականության բաղադրիչի ամբողջ թվով ցիկլեր ճիշտ տեղավորվում են բլոկի մեջ։ Իրական մեքենայի համար, որտեղ լիսեռի պտտաթիվը մի փոքր շեղվում է և միաժամանակ առկա են բազմաթիվ անկապ հաճախականություններ, դա գրեթե երբեք ճիշտ չէ։
Երբ գրանցվում է ցիկլերի ոչ ամբողջ թիվ, բլոկի վերջը չի համընկնում սկզբի հետ։ ԷՖՖԹ-ն առաջացած անհամապատասխանությունը մեկնաբանում է որպես կտրուկ ցատկ կամ անընդհատության խզում բլոկի սահմանին։ Այդ արհեստական քայլը կրում է էներգիա, որը իրական ազդանշանի մաս չէ, և էներգիան «թափանցում» է սպեկտր։ Հետևանքներն են.
- Մշուշոտում. մեկ կտրուկ հաճախականային գագաթը տարածվում է որպես լայն, երեսպատված բլթակ, ինչը դժվարացնում է ճշգրիտ հաճախականությունը որոշելը։
- Մասկավորում. ուժեղ գագաթի շուրջ բարձրացած աղմուկի հիմքը կարող է ամբողջությամբ թաղել փոքր, մոտակա գագաթը՝ օրինակ, ցածր մակարդակի առանցքակալի տոնը, որը գտնվում է գերիշխող աշխատանքային պտտաթիվ (1×) բաղադրիչ.
3. Ինչպե՞ս է Հաննինգի պատուհանը լուծում խնդիրը
Քանի որ պատուհանը երկու սահմաններում էլ ազդանշանը զրոյացնում է, արհեստական անընդհատության խզումը անհետանում է։ ԷՖՖԹ-ն այժմ տեսնում է հարթ անցում ունեցող, իսկապես պարբերական բլոկ և շատ ավելի հավատարիմ է մշակում այն։ Թափանցումը կտրուկ նվազում է, ինչը տալիս է երկու գործնական օգուտ.
- Ավելի լավ հաճախականային սահմանում. մշուշոտումը սահմանափակվում է, ուստի գագաթները դառնում են նեղ և հստակ առանձնացված։ Մոտիկ գտնվող հատկանիշները՝ օրինակ աշխատանքային պտտաթվի հարմոնիկներ ը առանցքակալի թերությունների հաճախություններ մոտ գտնվելիս, մնում են առանձին։
- Ավելի ճշգրիտ ամպլիտուդային ճշգրտություն. տվյալների նվազեցումը իսկապես նվազեցնում է երևակայական մակարդակը, ուստի վերլուծիչը կիրառում է պատուհանի ուղղման գործակից, և ճիշտ գործակիցը կախված է նրանից, թե ինչ է ընթերցվում։ Դիսկրետ տոնի ամպլիտուդի համար Հաննինգի պատուհանի կոհերենտ ամպլիֆիկացիան 0.5 է, ուստի ամպլիտուդային ուղղումը 2.0 է (+6.02 dB)։ Լայնոլորտային կամ աղմուկի մակարդակների համար կիրառվում է էներգիայի (RMS) ուղղումը՝ 1.633 (√(8/3)), քանի որ պատուհանի համարժեք աղմուկային թափանցելիությունը 1.5 բին է։ Որ ուղղումն է կիրառում ձեր սարքը, կախված է դրա ցուցադրման ստանդարտից. մեծ մասը կիրառում է այն ավտոմատ։ Քանի որ ավելի քիչ էներգիա է թափանցել հարևան բիներ, ճիշտ բինում հաղորդված ամպլիտուդն ավելի հուսալի է։
Միակ ծախսը գլխավոր բլթակի միջին լայնացումն է. Հաննինգի պատուհանով տոնը մոտավորապես չորս բին է զբաղեցնում։ Եթե երկու հաճախականություններ ավելի մոտ են գտնվում, քան դա, ձեզ անհրաժեշտ է ավելի բարձր լուծաչափ, ոչ թե այլ պատուհան. ձեր պարամետրերը ճիշտ ընտրելու արագ եղանակը FFT լուծունակության հաշվիչ է, որը կապում է բլոկի երկարությունը, նմուշառման հաճախականությունը և գծային հեռավորությունը։
4. Ե՞րբ օգտագործել Հաննինգի պատուհանը
Հաննինգի պատուհանը ստանդարտ, ունիվերսալ ընտրություն գրեթե բոլոր կայուն վիճակի մեքենաների տատանումների չափման համար։ Այն ապահովում է ընդհանուր հաճախականային լուծաչափի (մոտիկ գագաթների առանձնացում) և ամպլիտուդային ճշգրտության (ճիշտ մակարդակի ընթերցում) միջև գերազանց հավասարակշռություն։ Մոտորների, պոմպերի, օդափոխիչների և կոմպրեսորների սովորական ԷՖՖԹ սպեկտրների համար դա ճիշտ կարգավորումն է գերակշռող մեծամասնության դեպքում և այն պատուհանն է, որը կիրառում է Balanset-1A ը, երբ դաշտում հաշվարկում է ախտորոշիչ սպեկտր, որտեղ լիսեռի պտտաթիվը երբեք լիովին հաստատուն չէ, և թափանցումը հակառակ դեպքում կխեղաթյուրեր արդյունքը։
5. Հաննինգի համեմատություն այլ պատուհանների հետ
Հաննինգի պատուհանը միակ տարբերակը չէ, և ճիշտը ընտրելը կախված է նրանից, թե ինչ եք փորձում ստանալ.
- Flattop. իմաստավորված զիջում է հաճախականային լուծաչափը՝ շատ բարձր ամպլիտուդային ճշգրտության համար։ Այն ընտրվում է զոնդը կալիբրելիս կամ մեկ գերիշխող տոնի ճշգրիտ մակարդակը ընթերցելիս։
- Uniform (ուղղանկյուն / «պատուհան չկա») հիմնովին չի կիրառում նվազեցում։ Այն նախատեսված է անցումային և հարվածային իրադարձությունների համար՝ օրինակ բախման փորձ որոնք բլոկի ներսում արդեն սկսվում և ավարտվում են զրոյով, ուստի պատուհան չի պահանջվում։
- Հաննինգ. հավասարակշռված միջին տարբերակը և հետևաբար ամենօրյա ախտորոշման ստանդարտը։
Կարճ ասած՝ Flattop-ն ընտրեք, երբ անհրաժեշտ է ճշգրիտ ամպլիտուդ, Uniform-ը՝ ինքնաբավ թրանզիենտ գրանցելիս, իսկ Hanning-ը՝ մնացած բոլոր դեպքերում, ինչը տեղի է ունենում գրեթե միշտ։
