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?
圖1
Autopower Power
Autopower Power又稱之為Autopower spectrum,計算公式如圖2所示。
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。
圖3
如圖4所示的兩個正弦波,疊加后平均,幅值為0。
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。
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。
Autopower Linear
Autopower linear是Autopower Power的開方,計算公式如圖6所示。
圖6
Autopower linear無相位信息,如圖7所示,橫軸是頻率,縱軸是幅值。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
圖12
Autopower ESD主要用來分析瞬態(tài)信號。
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。
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。
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。
圖15
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。
圖16
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