RectExpo Window
RectExpo Window
Aus der Forderung der FFT/DFT nach der kontinuierlichen Fortsetzung des Zeitsignals resultiert die Bedingung, dass der betrachtete Zeitausschnitt des Signals mit der Blocklänge
T periodisch aneinandergereiht und somit an beiden Intervallgrenzen des Zeitfensters fortgesetzt werden kann. Für eine reine Sinusschwingung bedeutet dies, dass die Blocklänge
eine ganzzahlige Anzahl von Perioden des Signals beinhalten muss. In diesem Falle
fügen sich an den Intervallgrenzen die Perioden der Sinusschwingung ohne Knicke und
Sprünge aneinander. Diese Annahme ist in der Messpraxis in der Regel nicht erfüllt, da die Frequenzinhalte des Signals unbekannt ist. In diesem Falle gibt es an den Intervallgrenzen Knicke und Sprünge, welche im Transformationsergebnis sichtbar werden.
Die Periodizität im Zeitbereich kann erzeugt werden, indem das Signal an den Rändern des Blockes ein- bzw. ausgeblendet wird. Damit wird ein knick- und sprungfreier Übergang in den nächsten Block erreicht. Das Abblenden wird durch Multiplikation des Zeitsignals mit einer geeigneten Fensterfunktion w(t) durchgeführt. Insofern ist das Ausschneiden von Blöcken aus dem Zeitsignal auch eine Fensterfunktion, bei der das Signal mit demWert 1 in der Blocklänge multipliziert wird und mit dem Wert 0 außerhalb. Aus diesem Grunde trägt die Fensterfunktion die Bezeichnung Rechteckfenster.
Die als Standard für die FFT/DFT genutzten Window-Funktionen führen über ihre Ein- und Ausblendeigenschaften eine höhere Gewichtung des mittleren Zeitbereichs des Blockes durch. Diese eignen sich nicht im impulsartige Signale oder Abklingvorgänge zu analysieren. Hierfür sind Window-Funktionen erforderlich, deren höchste Gewichtung im Fensteranfang zu finden sind.
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Dipl.-Ing. Armin Rohnen LbA
Labor für Maschinendynamik
Hochschule für angewandte Wissenschaften München
University of applied sciences Munich
31. August 2015
Parameter und ihre Funktionalität:
nfft: Anzahl der Messwerte, größe des Fensters
fs: Abtastrate
rect: '%', 'time', 'n' gibt an, wie die Angabe in nrect zu interpretieren ist
%: als Prozentangabe
time: als Zeitangabe in ms
n: als Anzahl der Messwerte
nrect: Länge des Rect-Anteils
weighting: Gewichtung der Abklingfunktion
type: gibt den Type der Abklingform an
1: LIN lineares Abklingen
2: EXPO Abklinkurve e^-t*weighting dieses Fenster klingt nicht
zwangsweise mit 0 aus!
3: SIN Abklingkurve sin(x)^2, weighting gibt hier den Datenbereich
in % an, über den sich die Abklingfunktion erstrecken soll
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