高效的频谱测量ExpressVI方案

“频谱测量”Express用于基于FFT的频谱测量,如信号的平均幅度频谱、功率谱、相位谱,该VI显示样式可改变。将一个“频谱测量”Express VI放置在程序框图上后,将显示“配置频谱测量”对话框。在该对话框中,可以对“频谱测量”Express VI的各项参数进行设置和调整,如图6-25所示。

图6-25　“配置频谱测量”对话框

下面对“配置频谱测量”窗口中的选项进行介绍。

(1)所选测量:

①幅度(峰值):测量频谱,并以峰值的形式显示结果。该测量通常与要求幅度和相位信息的高级测量配合使用,以峰值测量频谱幅度。例如,幅值为A的正弦波在频谱响应的频率上产生了一个幅值A,将相位分别设置为展开相位或转换为度,可展开相位频谱或将其从幅度转换为角度;如勾选“平均”复选框,平均运算后,相位输出为0。

②幅度(均方根):测量频谱,并以均方根(RMS)的形式显示结果。该测量通常与要求幅度和相位信息的高级测量配合使用,以均方根测量频谱幅度。幅值为A的正弦波在频谱响应的频率上产生了一个幅值0.707A,将相位分别设置为展开相位或转换为度,可展开相位频谱或将其从幅度转换为角度;如勾选“平均”复选框,平均运算后,相位输出为0。

③功率谱:测量频谱,并以功率的形式显示结果,所有相位信息都在计算中丢失。该测量通常用来检测信号中的不同频率分量,虽然平均化计算功率频谱不会降低系统中的非期望噪声,但提供了测试随机信号电平的可靠统计估计。

④功率谱密度:测量频谱,并以功率谱密度(PSD)的形式显示结果。将功率谱归一化可得到功率谱密度,其中各功率谱区间中的频率按照区间宽度进行归一化,通常使用这种测量检测信号的本底噪声或特定频率范围内的功率。根据区间宽度归一化功率谱,使该测量独立于信号持续时间和样本数量。

(2)结果:

可选择线性(以原单位返回结果)或dB(以分贝(dB)为单位返回结果)。

(3)窗:

可选择无(不在信号中使用窗)、Hanning窗、Hamming窗、Blackman-Harris窗、Exact Blackman窗、Flat Top窗、4阶或7阶Blackman-Harris窗以及Low Sidelobe窗。

(4)平均:

指定该Express VI是否计算平均值。

(5)模式:

①向量:直接计算复数FFT频谱的平均值,向量平均从同步信号中消除噪声。

②均方根:平均信号FFT频谱的能量或功率。(www.xing528.com)

③峰值保持:在每条频率线上单独求平均,将峰值电平从一个FFT记录保持到下一个。

(6)加权:

①线性:指定线性平均,求数据包的非加权平均值,数据包的个数由用户在平均数目中指定。

②指数:指定指数平均,求数据包的加权平均值,数据包的个数由用户在平均数目中指定,数据包的时间越新,其权重值越大。

(7)平均数目:

指定待求平均的数据包数量,默认为10。

(8)生成频谱:

①每次循环:Express VI每次循环后返回频谱。

②仅当平均结束时:只有当Express VI收集到在平均数目中指定数目的数据包时,才返回频谱。

(9)相位:

①展开相位:在输出相位上启用相位展开。

②转换为度:以度为单位返回相位结果。

(10)加窗后的输入信号:

显示通道1的信号,该图形显示加窗后的输入信号。如果将数据连接往该Express VI然后运行,则结果预览将显示实际数据;若关闭后再打开该Express VI,则结果预览将显示采样数据,直到再次运行该VI。

(11)幅度结果预览:

显示信号幅度测量的预览。如果将数据连接往该Express VI然后运行,则结果预览将显示实际数据;若关闭后再打开该Express VI,则结果预览将显示采样数据,直到再次运行该VI。

“频谱测量”Express VI的一个应用实例如图6-26所示。