解密Autopower

在Simcenter Testlab中,自功率譜函數(shù)Autopower有四種形式,如圖1所示,包含Autopower Linear、Autopower PSD、Autopower Power、Autopower ESD,這些函數(shù)之間有什么區(qū)別和聯(lián)系呢?

解密Autopower的圖1

圖1

解密Autopower的圖2

解密Autopower的圖3

Autopower Power

Autopower Power又稱之為Autopower spectrum,計算公式如圖2所示。

解密Autopower的圖4

圖2

Autopower Power是頻譜幅值的平方,無相位信息,如圖3所示,橫軸是頻率,縱軸是幅值的平方。

解密Autopower的圖5

圖3

如圖4所示的兩個正弦波,疊加后平均,幅值為0。

解密Autopower的圖6

圖4

如果把圖4中的正弦波先平方再疊加,幅值還會為0嗎?當(dāng)然不會!如圖5所示。

解密Autopower的圖7

圖5

在平均之前先平方,防止帶相位的平均導(dǎo)致幅值為0,這就是Autopower Power中“Power”的作用。

Autopower Power縱軸結(jié)果是幅值的平方,很多人希望縱軸結(jié)果就是期望的幅值,那么Autopower Linear函數(shù)就是你所需要的。

解密Autopower的圖8
解密Autopower的圖9

Autopower Linear

Autopower linear是Autopower Power的開方,計算公式如圖6所示。

解密Autopower的圖10

圖6

Autopower linear無相位信息,如圖7所示,橫軸是頻率,縱軸是幅值。

解密Autopower的圖11

圖7

Autopower linear的單位更符合我們對物理量的理解,但我們也要清楚的認(rèn)識到,Autopower linear結(jié)果很依賴于頻域分辨率。

解密Autopower的圖12
解密Autopower的圖13

Autopower PSD

對同一寬帶隨機信號計算不同頻域分辨率下的Autopower linear,結(jié)果如圖8所示。

解密Autopower的圖14

圖8

以上三個結(jié)果都是準(zhǔn)確的,但同一信號,不同分別率下幅值不一樣的現(xiàn)實給我們對比不同信號大小在未知頻域分辨率的情況下造成了無法實現(xiàn)的困難。

為了解決上面的困境,Autopower PSD應(yīng)運而生,計算公式如圖9所示。

解密Autopower的圖15

圖9

使用圖8中對應(yīng)的同一時域信號,即使分辨率選擇不一樣,但頻率歸一化之后的Autopower PSD是重合的,如圖10所示。

解密Autopower的圖16

圖10

綜上,對比不同信號時,可以不用考慮其頻率分別率,直接對比兩個信號的Autopower PSD,幅值大對應(yīng)信號就大。

解密Autopower的圖17
解密Autopower的圖18

Autopower ESD

Autopower ESD,是Autopower Power進行頻率歸一化后乘以其時域信號的采樣時長,計算公式如圖11所示。

解密Autopower的圖19

圖11

Autopower ESD如圖12所示,橫軸是頻率,縱軸是幅值平方乘以時間再進行頻率歸一化。

解密Autopower的圖20

圖12

Autopower ESD主要用來分析瞬態(tài)信號。

解密Autopower的圖21
解密Autopower的圖22

不同的幅值格式

在Simcenter Testlab中,幅值有三種不同的格式,分別是RMS、Peak及Peak-to-Peak,如圖13所示。

解密Autopower的圖23

圖13

如圖14的正弦信號,如幅值是5,那么Peak等于幅值等于5,RMS等于幅值乘以0.707等于3.5,Peak-to-Peak等于2倍幅值等于10。

解密Autopower的圖24

圖14

不同函數(shù)不同幅值格式的輸出結(jié)果總結(jié)如圖15所示。

解密Autopower的圖25

圖15

兩個信號比較時,不僅要設(shè)置為相同函數(shù),還要把幅值格式設(shè)置為一致。
解密Autopower的圖26

解密Autopower的圖27

Simcenter Testlab軟件操作

在Simcenter Testlab圖形顯示界面,可以很方便的切換幅值格式,如圖16所示。解密Autopower的圖28

圖16

解密Autopower的圖29

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