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动态信号分析仪的一个常见应用是测量机械系统的频率响应函数(FRF)。这也称为频响分析,系统的输入和输出同时测量。通过这些多通道测量,信号分析仪可以测量系统如何改变输入。一个常见的假设是,如果系统是线性的,那么这个变化被频率响应函数(FRF)充分描述。事实上,对于线性和稳定的系统,只要知道频率响应函数,就可以预测系统对任何输入的响应。


通常情况下,频响函数的获取有方法有锤击法、激振器法和正弦扫频法。锤击法适用于刚性结构的测量,如钢板、刹车盘等,可以很快测量结构的固有频率,方便快捷。激振器法适用于非线性结构或复杂的结构,如机翼、塑料板、路由器等,不容易激励结构,能够测量结构的固有频率。正弦扫频方法是通过信号发生器发送正弦信号,然后对信号进行回采,生成频响曲线。


宽带随机、正弦、瞬态信号在测试和测量应用中被广泛地用作激励信号。如下图说明了一个激励信号x,可以应用于一个UUT(测试单元),并生成一个或多个由y表示的响应,输入和输出之间的关系称为传递函数或频率响应函数,由H(y,x)表示。一般来说,传递函数是一个复杂的函数,描述系统如何将输入信号的大小和相位作为激励频率的函数。

在各种激励条件下,对UUT系统的特性进行了实验测量。这些特征包括:

  • 频率响应函数(FRF),通过以下参量描述:

  • 增益频率函数。

  • 相位频率函数。

  • 共振频率

  • 阻尼因素

  • 总谐波失真

  • 非线性

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用扫频正弦测量频率响应函数

用固定频率的正弦信号表示如下频率响应函数公式:

其中t代表时间。扫频正弦信号的频率变化通常受两个极限的限制。频率变化可以是线性尺度或对数尺度根据不同的用户需求。扫频正弦信号可由以下参数定义:

  • 低频率边界,简称低频。

  • 高频率边界,简称高频。

  • 扫频模式,无论是对数的还是线性的。

  • 如果扫描模式是对数的,或者在Hz/Sec中,扫频模式是线性的,那么在倍频程/分钟内的扫频速度。

  • 正弦信号的振幅,A(f, t),它可以是一个常数,也可以是时间和频率的变量。

瞬时频率表示扫频正弦的当前频率。它是一个变化的变量,通常在屏幕上显示为扫频频率

在测试期间,可通过控制、恢复、跳转或暂停控制来手动控制扫频频率。


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