ہیننگ ونڈو کو سمجھنا

تعریف: ہیننگ ونڈو کیا ہے؟

The ہیننگ ونڈو ایک مخصوص قسم کا ریاضیاتی فنکشن ہے جو ٹائم ویوفارم ڈیٹا کے بلاک پر لاگو ہوتا ہے اس سے پہلے کہ اس پر a کے ذریعے کارروائی کی جائے۔ فاسٹ فوئیر ٹرانسفارم (FFT). یہ سب سے عام استعمال میں سے ایک ہے۔ کھڑکی کمپن تجزیہ میں کام کرتا ہے. ہیننگ ونڈو کا مقصد ایک غلطی کو کم کرنا ہے جسے جانا جاتا ہے۔ سپیکٹرل رساو.

کھڑکی کی شکل ہموار، گھنٹی جیسی ہے۔ جب ٹائم سگنل کے ساتھ ضرب کیا جاتا ہے، تو یہ ٹائم بلاک کے بالکل شروع اور آخر میں سگنل کو صفر ہونے پر مجبور کرتا ہے اور سگنل کے مرکز کو بغیر کسی تبدیلی کے چھوڑ دیتا ہے۔ یہ ٹیپرنگ عمل اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ نمونے کے بلاک میں اس کی حدود میں تیز، مصنوعی تعطل موجود نہیں ہے۔

ہیننگ ونڈو کیوں ضروری ہے؟ (سپیکٹرل لیکیج)

FFT الگورتھم بنیادی طور پر فرض کرتا ہے کہ ٹائم ڈیٹا کا جس محدود بلاک کا یہ تجزیہ کر رہا ہے وہ سگنل کے ایک کامل، دہرائے جانے والے سائیکل کی نمائندگی کرتا ہے۔ یہ مفروضہ صرف اس صورت میں درست ہے جب ہر فریکوئنسی جزو کے چکروں کی پوری تعداد ٹائم بلاک میں بالکل فٹ ہوجاتی ہے۔ گھومنے والی مشین سے حقیقی دنیا کے سگنل میں، ایسا تقریباً کبھی نہیں ہوتا ہے۔

جب سائیکلوں کی غیر عددی تعداد کو پکڑا جاتا ہے، تو ٹائم بلاک کا اختتام شروع سے میل نہیں کھاتا ہے۔ FFT اس مماثلت کو تیز چھلانگ یا وقفے کے طور پر دیکھتا ہے۔ اس مصنوعی وقفے میں ایسی توانائی ہوتی ہے جو حقیقی سگنل کا حصہ نہیں ہے، اور یہ توانائی FFT سپیکٹرم میں ارد گرد کے فریکوئنسی ڈبوں میں "لیک" ہو جاتی ہے۔ یہ رساو کر سکتا ہے:

• ایک واحد، تیز فریکوئنسی چوٹی کو ایک وسیع، داغدار چوٹی کے طور پر ظاہر کرنے کی وجہ سے، درست تعدد کی نشاندہی کرنا مشکل بناتا ہے۔
• غیر واضح کم طول و عرض کے سگنل جو تعدد میں اعلی طول و عرض کے سگنل کے قریب ہوتے ہیں۔

ہیننگ ونڈو مسئلہ کیسے حل کرتی ہے۔

ٹائم بلاک کی حدود میں سگنل کو صفر پر مجبور کرنے سے، ہیننگ ونڈو مصنوعی تعطل کو دور کرتی ہے۔ FFT اب ایک آسانی سے منتقلی، متواتر سگنل دیکھتا ہے، جس پر یہ بہت زیادہ درست طریقے سے عمل کر سکتا ہے۔ نتیجہ سپیکٹرل رساو میں نمایاں کمی ہے، جس کے نتیجے میں:

• بہتر فریکوئنسی ریزولوشن: بدبودار اثر کم ہو جاتا ہے، اور سپیکٹرم میں فریکوئنسی چوٹیاں تیز اور زیادہ واضح طور پر بیان کی جاتی ہیں۔
• بہتر طول و عرض کی درستگی: جبکہ کھڑکی مجموعی چوٹی کے طول و عرض کو قدرے کم کرتی ہے (تجزیہ کار کی طرف سے تلافی کے لیے ایک معروف اصلاحی عنصر لاگو کیا جاتا ہے)، درست فریکوئنسی بن پر طول و عرض کی پڑھنا زیادہ درست ہے کیونکہ ملحقہ ڈبوں میں کم توانائی کا اخراج ہوا ہے۔

ہیننگ ونڈو کب استعمال کریں۔

ہیننگ ونڈو ہے۔ پہلے سے طے شدہ، عمومی مقصد والی ونڈو سب سے زیادہ مستحکم ریاستی مشینری کے کمپن تجزیہ کے لیے۔ یہ فریکوئنسی ریزولوشن (آپ کتنی اچھی طرح سے قریبی فریکوئنسیوں کو الگ کر سکتے ہیں) اور طول و عرض کی درستگی کے درمیان بہت اچھا سمجھوتہ فراہم کرتا ہے۔ اسے موٹروں، پمپوں، پنکھوں اور کمپریسرز جیسی مشینوں پر معمول کی FFT پیمائشوں کی اکثریت کے لیے استعمال کیا جانا چاہیے۔

دیگر ونڈوز، جیسے فلیٹ ٹاپ (اعلی طول و عرض کی درستگی کے لیے) یا یونیفارم (عارضی واقعات کے لیے)، زیادہ خصوصی ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں، لیکن ہیننگ عام تشخیص کے لیے معیاری انتخاب ہے۔

← واپس مین انڈیکس پر