Список Весовая функция - выбор типа весовой функции (окно взвешивания), применяемой при спектральном анализе. Весовая функция описывает зависимость вклада предшествующих отсчетов исследуемого сигнала в вычисляемый спектр. Ширина полосы фильтров узкополосного спектрального анализа зависит от применяемой весовой функции.
Возможный тип выбираемой весовой функций:
- прямоугольная;
- Хана;
- Хэмминга;
- Блэкмана;
- Барлета;
- Блэкмана стандартная.
Список Усреднение, сек – выбор продолжительности усреднения мгновенных спектров, в секундах. Значения усреднения можно либо выбирать из списка, либо вводит с клавиатуры. Максимальное усреднение 10 с, минимальное усреднение 0,1 с.
Список Интегрирование/дифф. - выбор вида обработки сигнала: двойное дифференцирование, дифференцирование, без обработки, интегрирование, двойное интегрирование. Функция полезна при работе с датчиками скорости и ускорения.
Список Тип усреднения - выбор типа режима накопления и усреднения спектров: линейное, экспоненциальное.
Список Тип обработки - выбор типа обработки сигнала: быстрое или дискретное преобразование Фурье. Узкополосный спектр рассчитывается с помощью преобразования Фурье с использованием весовых функций. Дискретным преобразованием Фурье называют пару взаимно однозначных преобразований.
Список Тип представления - выбор типа представления: спектральная плотность, спектральная мощность, среднее квадратичное и пиковое значение.
В поле Комментарий для записи можно ввести с клавиатуры любую необходимую информацию. Максимальная длина вводимой информации - 200 символов. Она будет добавлена в текстовый файл с расширением *.dtn в виде комментария при записи результатов обработки сигналов.
Список Расчет значений по Y - выбор Логарифмическое в дБ (логарифмический масштаб, относительно опорного значения для вычисления дБ) или Линейное (линейный масштаб в единицах измерения) отображение спектра. Опорное значение для вычисления дБ задается в программе Редактирование файлов параметров.
Флажок Медианный фильтр включает/выключает очистку спектра от дискретных составляющих.
Рамка Дополнительные окна – установка/снятие флажков для включения/ выключения дополнительных окон анализа. Включаемые/выключаемые дополнительные окна:
-
Кепстр;
-
Спектрограмма;
-
3D-спектрограмма;
-
Проходная.
В поле Интервал расчета задается временной интервал расчета дополнительных графиков (Максимальный и Средний). Минимальное время расчета – 10 секунд, максимальное – 1000 секунд.
В рамке Дополнительные графики для отображения на графическом поле программы Узкополосный спектр максимальных и средних спектров, а также заданного спектра (Файл (норма)) необходимо установить соответствующие флажки. Установка/снятие флажка Максимальный позволяет включить/выключить отображение максимального спектра сигнала. Установка/снятие флажка Средний позволяет включить/выключить отображение среднего спектра сигнала.
При установленных флажках Максимальный и Средний в главном окне программы Узкополосный анализ в графической части будут отображаться выбранные дополнительные графики, а в поле индикатора, расположенного под кнопкой Запись, появится надпись Ин= и рядом с этой надписью начнется отсчет времени установленного интервала для расчета дополнительных графиков (Максимальный и Средний).
Для отображения в главном окне программы Узкополосный анализ в графической части заданного спектра (Файл (норма)) необходимо сначала указать директорию, где хранится этот файл. Для этого, в окне Настройка параметров узкополосного спектра нажать кнопку, расположенную под надписью Сохранение и восстановление файлов справа от надписи Норма, и в открывшемся диалоговом окне указать директорию, где хранится файл заданного спектра. Далее, установив/сняв флажок Файл (норма), можно включить/выключить отображение заданного спектра. Этой функцией удобно воспользоваться, когда надо отследить превышение сигнала над заданной спектральной характеристикой.
Файл (норма) создается и редактируется любым текстовым редактором, например, NotePad, и должен иметь расширение *.nrm. В левый столбец заносятся частоты по порядку возрастания сверху вниз в герцах, во второй – уровень в децибелах. Разделителем между значениями частоты и соответствующим уровнем на этой частоте является пробел.
Под надписью Сохранение и восстановление файлов, находятся кнопки, позволяющие записать или открыть записанную настройку параметров окна Настройка параметров узкополосного спектра. Можно записать настроенные параметры окна в файл конфигурации (несколько различных настроек в разные файлы). Для этого, после настройки, нажать кнопку, расположенную справа от надписи Конфигурация – запись, и в открывшемся диалоговом окне указать директорию для сохранения файла и задать имя этому файлу. Файл в указанную директорию запишется с расширением *.nsp. При последующей работе просто открыть записанный ранее файл конфигурации с сохраненными настройками и все настройки выставятся в соответствии с записанными данными в этот файл. Для открытия файла конфигурации нажать кнопку, расположенную справа от надписи – чтение, и в открывшемся диалоговом окне указать директорию для открытия файла конфигурации окна Настройка параметров узкополосного спектра.
Кнопка Применить служит для ввода настроек в программу Узкополосный спектр и выхода из окна Настройка параметров узкополосного спектра.
Кнопка Отменить служит для выхода из окна Настройка параметров узкополосного спектра без ввода настроек в программу Узкополосный спектр.
Дополнительные окна
Кепстр
При установке флажка Кепстр в рамке Дополнительные окна окна Настройка параметров узкополосного спектра открывается дополнительное окно кепстрального анализа Узкополосный спектр – Кепстр (рисунок 7.19).
В названии окна пишется название самого спектра (Узкополосный спектр), через тире название дополнительного окна (Кепстр) и, через тире, название канала (например, Сигнал1). Кепстр - это обратное преобразование Фурье от логарифма спектра, имеющий размерность времени.
Кепстральный анализ применим, например, при анализе речи для определения частоты основного тона и позволяет отделить медленно меняющуюся составляющую спектра от быстро меняющейся.
Управление курсором и масштабирование графика, а также перенос графической и численной информации осуществляется также как и в главном окне программы Узкополосный спектр.
Кнопка Старт запускает процесс непрерывного отображения кепстра. Кнопка Стоп (пауза) останавливает процесс отображения кепстра. Дальнейшее продолжение процесса отображения осуществляется нажатием кнопки Старт.
Кнопка Запись позволяет записать мгновенные значения отображаемого кепстра в текстовый файл с расширением *.dtn. Нажатие на кнопку открывает стандартное диалоговое окно, в котором предлагается указать директорию для сохранения файла, и имя этого файла.
Для закрытия окна Кепстр надо, либо в окне Настройка параметров узкополосного спектра снять флажок Кепстр в рамке Дополнительные окна, либо нажать крестик, расположенный в правом верхнем углу окна, при этом флажок Кепстр автоматически снимется.
Спектрограмма
При установке флажка Спектрограмма в рамке Дополнительные окна окна Настройка параметров узкополосного спектра открывается дополнительное окно время-частотного распределения сигнала Узкополосный спектр – Спектрограмма (рисунок 7.20). В этом окне будет отображаться время-частотное распределение сигнала - спектрограмма.
Спектрограмма дает представление о распределении частот спектра в разные моменты времени.
В названии окна пишется название самого спектра (Узкополосный спектр), через тире название дополнительного окна (Спектрограмма) и, через тире, название канала (например, Сигнал1).
Цвет отображает уровень спектра. Низкие уровни отображаются черным цветом, высокие – красным.
Перемещение курсора графика осуществляется установкой указателя «мыши» на пересечение интересующих частоты и времени и нажатием левой клавишей «мыши».
Масштабирование графика спектрограммы осуществляется так же, как и в главном окне программы Узкополосный спектр. Масштабирование по уровню в спектрограмме осуществляется нажатием левой клавишей «мыши», при появляющихся соответствующих графических видах курсора, на вертикальную шкалу спектрограммы, которая находится под кнопкой Цветной вид. Перенос графической и численной информации осуществляется так же, как и в главном окне программы Узкополосный спектр.
Кнопка Старт запускает накопление спектров в спектрограмму, при этом обнуляются накопленные спектры. Кнопка Стоп (пауза) останавливает процесс накопление текущих спектров в спектрограмме. Также, при нажатии кнопки Стоп, происходит останов включенных окон сечений (Сечение по частоте и Сечение по времени). Окна сечений спектрограммы описываются ниже. Дальнейшее продолжение процесса накопления спектров осуществляется нажатием кнопки Старт.
Кнопка Запись позволяет записать значения накопленных спектров в текстовый файл с расширением *.grn. Нажатие на кнопку открывает стандартное диалоговое окно, в котором предлагается указать директорию для сохранения файла, и имя этого файла. В дальнейшем, эти данные можно использовать при построении трехмерного изображения записанных данных в программах трехмерного моделирования.
В поле под надписью Интервал, с устанавливается интервал времени накопления спектров в спектрограмме. Интервал устанавливается в секундах. Значения интервала вводятся с клавиатуры. Для установки введенного интервала времени накопления спектров необходимо нажать кнопку Применить или клавишу клавиатуры <Enter>.
Кнопка F, под надписью Сечение, включают окно сечения по частоте спектрограммы. Окно Спектрограмма – Сечение по частоте на …с описано ниже.
Кнопка Т, под надписью Сечение, включают окно сечения по времени спектрограммы. Окно Спектрограмма – Сечение по времени на частоте…Гц описано ниже.
Цветной вид – при нажатой кнопке спектрограмм отображается в цветном виде (по умолчанию). Если кнопку отжать, то спектрограмма и вертикальная шкала спектрограммы (цветовой аналог уровня сигнала) станут черно-белыми. Это удобно, при подготовке спектрограммы к печати.
Вертикальная шкала спектрограммы, которая находится под кнопкой Применить, показывает соотношение цвета спектрограммы уровню.
Для закрытия окна Спектрограмма надо, либо в окне Настройка параметров узкополосного спектра снять флажок Спектрограмма в рамке Дополнительные окна, либо нажать крестик, расположенный в правом верхнем углу окна, при этом флажок Спектрограмма автоматически снимется.
Спектрограмма - Сечение по частоте
При нажатии на кнопку F окна Узкополосный спектр – Спектрограмма открывается окно Спектрограмма - Сечение по частоте на …с (рисунок 7.21).
Перемещая курсор графика окна Узкополосный спектр – Спектрограмма (рисунок 7.20) вдоль временной оси можно проанализировать поведение спектра в любой выбранной момент времени. Установив курсор в окне спектрограммы на интересующее время, в окне Спектрограмма - Сечение по частоте на …с отобразится частотный срез накопленной спектрограммы.
Управление курсором и масштабирование графика осуществляется также, как и в главном окне программы Узкополосный спектр. Перенос графической и численной информации осуществляется также, как и в главном окне программы Узкополосный спектр.
Кнопка Запись позволяет записать мгновенные значения отображаемого сечения по частоте в указанное курсором время на спектрограмме в текстовый файл с расширением *.dtn. Нажатие на кнопку открывает стандартное диалоговое окно, в котором предлагается указать директорию для сохранения файла, и имя этого файла.
Для закрытия окна Спектрограмма - Сечение по частоте на …с надо, либо в окне Узкополосный спектр – Спектрограмма (рисунок 7.20) отжать кнопку вызова сечения F, либо нажать крестик, расположенный в правом верхнем углу окна.
Спектрограмма - Сечение по времени
При нажатии на кнопку Т окна Узкополосный спектр – Спектрограмма открывается окно Спектрограмма - Сечение по времени на … Гц (рисунок 7.22).
Перемещая курсор графика окна Узкополосный спектр – Спектрограмма (рисунок 7.20) вдоль временной оси можно проанализировать поведение любой выбранной частоты во времени. Установив курсор в окне спектрограммы на интересующую частоту, в окне Спектрограмма - Сечение по времени на частоте … Гц отобразится ее частотный срез во времени (время за которое произошло накопление спектров).
Кнопка Запись позволяет записать мгновенные значения отображаемого сечения по частоте в указанное курсором время на спектрограмме в текстовый файл с расширением *.dtn. Нажатие на кнопку открывает стандартное диалоговое окно, в котором предлагается указать директорию для сохранения файла, и имя этого файла.
Управление курсором и масштабирование графика осуществляется также, как и в главном окне программы Узкополосный спектр. Перенос графической и численной информации осуществляется также, как и в главном окне программы Узкополосный спектр.
Для закрытия окна Спектрограмма - Сечение по времени на частоте … Гц надо, либо в окне Узкополосный спектр – Спектрограмма (рисунок 7.20) отжать кнопку вызова сечения Т, либо нажать крестик, расположенный в правом верхнем углу окна.
3D-Спектрограмма
При установке флажка 3D-Спектрограмма в рамке Дополнительные окна окна Настройка параметров узкополосного спектра открывается дополнительное окно время-частотного распределения сигнала Узкополосный спектр – 3D-Спектрограмма (рисунок 7.23). В этом окне будет отображается трехмерное время-частотное распределение сигнала. Трехмерная спектрограмма дает представление об изменении формы огибающей во времени. В названии окна пишется название самого спектра (Узкополосный спектр), через тире название дополнительного окна (3D-Спектрограмма) и, через тире, название канала (например, Сигнал1).
Цвет отображает уровень спектра. Низкие уровни отображаются черным цветом, высокие – красным. Масштабирование по уровню в трехмерной спектрограмме осуществляется нажатием левой клавишей «мыши», при появляющихся соответствующих графических видах курсора, на вертикальную шкалу трехмерной спектрограммы, которая находится под кнопкой Применить.
Цвет фона трехмерной спектрограммы по умолчанию – черный. При двойном нажатии правой кнопки «мыши» по графическому полю трехмерной спектрограмм цвет фона можно изменить на белый и наоборот.
3D-спектрограмму можно визуально рассматривать с любой из ее сторон, вращая ее вокруг трех взаимоперпендикулярных осей. Вращение вокруг трех взаимоперпендикулярных осей осуществляется следующим образом: нажимая и удерживая левую кнопку «мыши», перемещая ее по полю графика трехмерной спектрограммы, можно вращать трехмерную спектрограмму вокруг осей X и Y; нажимая и удерживая правую кнопку «мыши», перемещая ее по полю графика трехмерной спектрограммы, можно вращать трехмерную спектрограмму вокруг оси Z.
Увеличение или уменьшение 3D-спектрограммы осуществляется вращением ролика «мыши».
Двойное нажатие левой кнопки «мыши» по графическому полю трехмерной спектрограммы возвращает трехмерную спектрограмму в исходное положение по отношению к осям и масштабу.
Кнопка Старт запускает накопление спектров в трехмерную спектрограмму, при этом обнуляются накопленные спектры. Кнопка Стоп (пауза) останавливает процесс накопление текущих спектров в трехмерной спектрограмме. Дальнейшее продолжение процесса накопления спектров осуществляется нажатием кнопки Старт.
Кнопка Запись позволяет записать значения накопленных спектров в текстовый файл с расширением *.grn. Нажатие на кнопку открывает стандартное диалоговое окно, в котором предлагается указать директорию для сохранения файла, и имя этого файла. В дальнейшем, эти данные можно использовать при построении трехмерного изображения записанных данных в программах трехмерного моделирования.
В поле под надписью Интервал, с устанавливается интервал времени накопления спектров в спектрограмме. Интервал устанавливается в секундах. Значения интервала вводятся с клавиатуры. Для установки введенного интервала времени накопления спектров необходимо нажать кнопку Применить или клавишу клавиатуры <Enter>.
Вертикальная шкала спектрограммы, которая находится под кнопкой Применить, показывает соотношение цвета спектрограммы уровню.
Для закрытия окна 3D-Спектрограмма надо, либо в окне Настройка параметров узкополосного спектра снять флажок 3D-Спектрограмма в рамке Дополнительные окна, либо нажать крестик, расположенную в правом верхнем углу окна, при этом флажок 3D-Спектрограмма автоматически снимется.
Проходная
При установке флажка Проходная в рамке Дополнительные окна окна Настройка параметров узкополосного спектра открывается дополнительное окно Узкополосный спектр – Проходная (рисунок 7.24). В этом окне будет отображаться проходная характеристика сигнала на заданной частоте. В названии окна пишется название самого спектра (Узкополосный спектр), через тире название дополнительного окна (Проходная) и, через тире, название канала (например, Генератор1).
Управление курсором и масштабирование графика осуществляется также, как и в главном окне программы Узкополосный спектр. Перенос графической и численной информации осуществляется также, как и в главном окне программы Узкополосный спектр.
Кнопка Старт запускает накопление данных частотной проходной, при этом обнуляются накопленные данные. Кнопка Стоп (пауза) останавливает процесс накопления. Дальнейшее продолжение процесса накопления осуществляется нажатием кнопки Старт.
Кнопка Запись позволяет записать накопленные данные проходной сигнала на заданной частоте в текстовый файл с расширением *.dtn. Нажатие на кнопку открывает стандартное диалоговое окно, в котором предлагается указать директорию для сохранения файла, и имя этого файла.
Индикатор под надписью Полоса(Гц) отображается значение полосы пропускания в герцах. Полоса пропускания характеризует уровень сигнала на выходе узкополосного фильтра на несущей частоте в полосе частот зависящей от частотного разрешения и весовой функции, установленных в программе Узкополосный спектр.
Поле под надписью Частота(Гц) служит для установки несущей частоты относительно которой будет производиться накопление в заданном интервале времени. Частота задается в герцах. Значение частоты вводится с клавиатуры. Для этого необходимо, установив курсор «мыши» на это поле, нажать левую клавишу «мыши» и с клавиатуры ввести необходимое значение частоты из установленного частотного диапазона в программе Узкополосный спектр.
Поле под надписью Интервал(м) предназначено для установки интервала накопления проходной. Интервал задается в минутах. Минимальное значение интервала 1 мин, максимальное определяется параметрами компьютера. Значения интервала вводятся с клавиатуры. Для этого необходимо, установив курсор «мыши» на это поле, нажать левую клавишу «мыши» и с клавиатуры ввести необходимое значение времени интервала. Для установки введенного интервала времени необходимо нажать кнопку Применить или клавишу клавиатуры.
Для закрытия окна Проходная надо, либо в окне Настройка параметров узкополосного спектра снять флажок Проходная в рамке Дополнительные окна, либо нажать крестик, расположенный в правом верхнем углу окна, при этом флажок Проходная автоматически снимется.
Дополнительные графики
При установке в окне Настройка параметров узкополосного спектра флажков Максимальный, Средний и Файл (норма) в рамке Дополнительные графики и интервала расчета в поле Интервал расчета на графическом поле главного окна программы Узкополосный спектр помимо мгновенного (текущего) спектра отобразятся максимальный, средний и заданный спектры (рисунок 7.25).
Интервал расчета характеризует отрезок времени за который будут накапливаться максимальные и средние значения спектра.
Сравнивая максимальные и средние значения спектра с заданным спектром (Файл (норма)) можно определить различие между реальным и заданным уровнем спектра.