测量用正弦信号—CoCo80的扫频正弦测量功能
时间:2015-02-11 阅读:1315
宽频带随机信号、正弦信号、阶跃信号或瞬态信号常常作为激发信号广泛应用于测试和测量。图1 为一个激发信号 x,应用于 UUT(待测部件)并产生一个或多个响应 y。已知输入输出信号之 间的关系为转换函数或频响函数,表示为 H(x, y)。通常,转换函数是一个复变函数,激发频率变 化时,输入信号的大小和相位也相应变化。
用户可以应用扫频正弦激发测量 UUT 系统的实验性特征,包括:
- FRF(频率响应函数),描述为:
- 频率函数增益
- 频率函数相位
- 谐振频率
- 阻尼因子
- 总谐波失真
- 非线性
- 其他
可以用 FFT、互功率频谱方法以及宽频带随机激发来测量频响。宽频带激发可以是一个正态分布 的真随机噪声信号,也可以是一个伪随机信号,用户可以定义其振幅分布。术语“宽频带”可能 会误导用户,因为一个运行情况良好的随机激发信号必须是限带频的,同时由分析频率范围的上 限频率控制,也就是说,激发并非频率高于仪器测量范围的激发信号。CoCo 随机信号生发器仅 生成分析频率范围内的随机信号,同时,激发能量将集中于有效频率范围。
宽频带随机激发的优点——使用该方法可以短时间内激发整个频率范围,这样可以缩短整个测试 时间:宽频带激发的缺点——其频率内容涵盖范围广,持续时间短。每个频率点上的激发能量分 布比信号的总能量要少(粗略来讲比总能量少 30-50dB)。即使采用 FRF 估计中的大量均值方 法,宽频带信号也无法有效测量 UUT 的动态特征。
另一方面,扫频正弦测量可以优化每个频率点上的测量。由于激发信号是正弦波,所有的能量都 集中在某个频率上,因而减少了宽频带激发的动态范围误差。另外,如果频响值下降,响应的追 踪滤波器可以帮助捕捉极小正弦信号。仅优化每个频率上的输入范围就能够将测量动态范围扩大 到 150dB。