Ханнинг цонхыг ойлгох
Ханнингийн цонх (илүү албан ёсоор Хан цонх, Юлиус фон Хан-ын нэрээр нэрлэгдсэн) нь блокийн цаг хугацааны долгионы хэлбэр датаг Хурдан Фурьегийн хувиргалт (FFT) руу дамжуулахын өмнө хэрэглэгддэг жигд, цагаан толгой хэлбэртэй жинлэх функц юм. Энэ нь цонхлох -д хэрэглэгддэг бүх чичиргээний шинжилгээ функцийн дундаас хамгийн өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд зөвхөн нэг зорилготой бөгөөд тэр нь спектрийн нэвтрэлт гэдэг хэмжилтийн артефактыг дарангуйлах явдал юм. Цонхыг баримтласан дохиотой үржүүлэхэд энэ нь цаг хугацааны блокийн эхлэл болон төгсгөлд далайцыг жигдээр тэг рүү хүргэдэг бол дохионы төвийг үндсэндээ өөрчлөхгүйгээр үлдээдэг.
1. Тодорхойлолт: Ханнинг цонх гэж юу вэ?
Математикийн хувьд Ханнинг цонх нь өргөсөн хагас косинус юм: хугацааны тус бүрийн дээж нь эхний дээжээс тэгээс өсөж, блокийн дунд цэгт нэгт хүрч, сүүлийн дээжид буцаад тэг рүү унадаг коэффициентээр үржигддэг. Муруй нь тэгш хэмтэй хэлбэрийг дагадаг w(n) = 0.5 − 0.5·cos(2πn/(N−1)), энд n нь 0-ээс N−1 ба N бол блокын урт юм. (Олон FFT анализаторууд ойролцоо холбоотой мөчлөгийн хувилбарыг хэрэгжүүлдэг, энэ нь N өөрөөр хэлбэл сүүлийн дээжийг тэгээс яг дээр орхино; практик машин спектрийн хувьд ялгаа нь ноцтой биш.) Хэлбэр нь чухал учир нь энэ нь өгөгдлийг огтлохын оронд зөөлөн нарийсгадаг. Төгсгөлийн цэгүүдийг тэг рүү чиглүүлснээр, цонхлогдсон блокийг огцом алхамгүйгээр төгсгөлөөс төгсгөл хүртэл давтаж болно — яг FFT чимээгүйгээр таадаг нөхцөл.
-д хувааж, сүүлийн дээжийг тэгээс арай дээш үлдээдэг; практик машин механизмын спектрийн хувьд ялгаа нь үл тоомсорлохүйц.) Хэлбэр нь чухал учир нь энэ нь өгөгдлийг огтлохын оронд жигдээр нарийсгадаг. Төгсгөлийн цэгүүдийг тэг рүү хүргэснээр цонхтой блок нь огцом алхамгүйгээр төгсгөлөөс төгсгөл рүү давтагдаж болно — энэ нь FFT чимээгүйгээр үздэг нөхцөл юм.
2. Цонх яагаад шаардлагатай вэ: Спектрийн нэвтрэлт FFT нь хүлээн авсан төгсгөлөг блокийн дээжийг дохионы. Энэ таамаглал нь зөвхөн давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн бүхэл тооны мөчлөг блок руу яг таарч байх үед л хүчинтэй. Бодит машинд — голын хурд бага зэрэг хазайж, олон холбоогүй давтамжууд нэгэн зэрэг байх — энэ нь бараг үнэн биш.
нэг төгс, төгсгөлгүй давтагдах мөчлөг гэж үздэг. Энэ таамаглал нь зөвхөн давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн бүхэл тооны мөчлөг блокт яг таарч байх үед л хүчинтэй байна. Бодит машины хувьд — голын хурд бага зэрэг хазайж, олон холбоогүй давтамжууд нэгэн зэрэг байдаг — энэ нь бараг хэзээ ч үнэн биш. спектр Бүхэл бус тооны мөчлөг баригдсан үед блокийн төгсгөл нь эхлэлтэйгээ таарахгүй. FFT нь үүссэн зөрүүг блокийн хил дээрх огцом үсрэлт буюу тасралтгүй байдлын алдагдал гэж тайлбарладаг. Энэ хиймэл алхам нь бодит дохионы хэсэг биш энергийг агуулдаг бөгөөд энерги нь
- -ийн тойрон орших давтамжийн савнууд руу “нэвтэрч” байна. Үр дагаварууд нь: нэг тод давтамжийн оргил өргөн, уртассан хэлбэртэй болж, яг давтамжийг тодорхойлохыг хэцүү болгодог.
- нэг тод давтамжийн оргил нь өргөн, юбка хэлбэртэй бөмбөрцөг болж тархаж, яг давтамжийг тодорхойлохыг хэцүү болгодог. хүчтэй оргилын эргэн тойрны өндөрссөн дуу чимээний түвшин жижиг, ойрхон оргилыг бүрэн далдлах боломжтой — жишээлбэл, давамгайлах ажлын хурд (1×) бүрэлдэхүүн хэсэг.
хүчтэй оргилын эргэн тойронд өндөрссөн дуу чимээний түвшин нь жижиг, ойролцоох оргилыг бүрэн нууж болно — жишээлбэл, доод түвшний холхивчийн дуу нь давамгайлсан
Цонх нь дохиог хоёр хилд тэг болгохыг шаарддаг тул хиймэл тасралтгүй байдал алга болно. FFT одоо гөлгөр шилжилттэй, жинхэнэ мөчлөгт блокийг харж, илүү үнэнчээр боловсруулна. Нэвтрэлт эрс буурч, хоёр бодит ашиг тусыг өгдөг:
- 3. Ханнинг цонх асуудлыг хэрхэн шийддэг вэ Цонх нь дохиог хоёр хилд тэг рүү хүргэдэг тул хиймэл тасралтгүй байдлын алдагдал алга болно. FFT одоо жигд шилжилттэй, жинхэнэ периодик блокийг харж, илүү найдвартай боловсруулдаг. Нэвтрэлт эрс буурч, энэ нь хоёр практик давуу талыг өгдөг: ажлын хурдны гармоникууд Илүү сайн давтамжийн тодорхойлолт: холхивчийн гэмтлийн давтамжууд тархалт хязгаарлагдмал байдаг тул оргилууд нарийн, тодорхой тусгаарлагдана. Ойрхон байрлах онцлогууд — жишээлбэл
- тэй ойрхон байрлах — ялгаатай хэвээр байна.
Нэг л зардал бол гол мөчлөгийн бага зэрэг өргөсөх явдал юм — Хэннинг цонхтой тоон дугуй нь ойролцоогоор дөрвөн бин өргөн байна. Хэрэв хоёр давтамж түүнээс илүү ойрхон байрладаг бол өөр цонх биш, харин нарийн нарийвчлал хэрэгтэй; тохиргоогоо хурдан тохируулах арга бол FFT нягтралын тооцоолуур өгөгдлийг нарийсгах нь үзэгдэх түвшинг бууруулдаг тул анализатор нь цонхны засварын коэффициентийг хэрэглэдэг — мөн зөв коэффициент нь юу уншигдаж байгаагаас хамаарна. Тусгаарлагдсан дууны далайцын хувьд Ханнинг цонхны когерент өсөлт нь 0.5 тул далайцын засвар нь 2.0 (+6.02 dB) байна. Өргөн зурвас эсвэл дуу чимээний түвшний хувьд цонхны тэнцүү дуу чимээний зурвасын өргөн нь 1.5 сав тул 1.633 (√(8/3)) энергийн (RMS) засвар хэрэглэгдэнэ. Таны багаж аль засварыг хэрэглэж байгаа нь түүний дисплейн конвенцийн хэсэг юм — ихэнх анализаторууд автоматаар хэрэглэдэг. Хөрш савууд руу бага энерги урссан тул зөв саванд илгээсэн далайц илүү найдвартай байна.
Нэг л зардал нь гол мөчлөгийн бага зэрэг өргөсөх явдал — Ханнинг цонхтой дуу нь ойролцоогоор дөрвөн савны өргөнтэй. Хэрэв хоёр давтамж түүнээс илүү ойрхон байрлавал танд өөр цонх биш харин илүү нарийн нарийвчлал хэрэгтэй; тохиргоогоо хурдан тохируулахын тулд
Ханнинг цонх нь 4. Ханнинг цонхыг хэзээ хэрэглэх вэ бүх тогтвортой төлөвийн машин чичиргээний хэмжилтийн хувьд. Энэ нь давтамжийн нарийвчлал (ойрхон оргилуудыг ялгах) болон далайцын нарийвчлал (зөв түвшин унших) хоорондын гайхалтай тэнцвэрийг бий болгодог. Мотор, насос, сэнс, компрессорын хувьд хэвийн FFT спектрийн хувьд энэ нь ихэнх тохиолдолд зөв тохиргоо юм — мөн энэ нь хөнгөн хоёр сувгийн Balanset-1A үндсэн, ерөнхий зорилгын сонголт юм. Энэ нь давтамжийн нарийвчлал (ойрхон оргилуудыг тусгаарлах) болон далайцын нарийвчлал (зөв түвшинг унших) хооронд гайхалтай компромисс олохыг оролдож байна. Хөдөлгүүр, насос, сэнс, компрессорын рутин FFT спектрийн хувьд энэ нь ихэнх тохиолдолд зөв тохиргоо юм — мөн энэ нь хөнгөн хоёр сувгийн
ажлын байран дээр диагностик спектрийг тооцоолохдоо хэрэглэдэг цонх юм, энд голын хурд хэзээ ч төгс тогтмол байдаггүй бөгөөд нэвтрэлт нь үр дүнг гэмтээж болно.
Хэннинг цонх нь цорын ганц сонголт биш бөгөөд зөвийг сонгох нь та ямар зүйлийг гаргаж авахыг оролдож байгаагаас хамаарна:
- Ханнинг цонх нь цорын ганц сонголт биш бөгөөд зөвийг сонгох нь та юуг ялгахыг оролдож байгаагаас хамаарна: давтамжийн нарийвчлалыг зориуд өндөр далайцын нарийвчлалын төлөө өгнө. Энэ нь мэдрэгчийг калибрлах эсвэл нэг давамгайлах тоон дугуйн яг түвшинг уншихад сонгогдох цонх юм.
- давтамжийн нарийвчлалыг маш өндөр далайцын нарийвчлалын төлөө зориуд өгөхөд бэлэн. Энэ нь мэдрэгчийг калибрлах эсвэл нэг давамгайлсан дууны яг түвшинг унших үед сонгох цонх юм. Uniform (rectangular / “no window”): цохилтын туршилт ямар ч нарийсгал хэрэглэдэггүй. Энэ нь блокийн дотор тэгээс эхлээд тэгээр төгсдөг тул цонх шаардлагагүй
- — шилжилтийн болон цохилтын үйл явдлуудад — жишээлбэл тэнцвэртэй дундаж газар, иймд өдөр тутмын оношлогооны стандарт.
Товчхондоо, хэлбэлзлийн далайц нарийн зөв байх шаардлагатай үед Flattop, өөрийн гэсэн хязгаартай шилжилтийн үзэгдлийг бүртгэх үед Uniform, бусад бүх тохиолдолд Hanning цонхыг ашиглах нь зүйтэй — энэ нь ихэнх тохиолдолд хүчинтэй.
