Осуществляется на основании существенных признаков соответствующих математических моделей сигналов.Все сигналы разделяют на две крупных группы: детерминированные и случайные (рисунок 4).
Рисунок 4. Классификация сигналов.
Рассмотрим принцип действия простейшего АД на основе диодного выпрямителя (рис.22) сначала при гармоническом воздействии, т.е. при
.
Рис.22 | Рис.23 |
Состояние диода описывается его ВАХ , линейно-ломаная аппроксимация которой представлена на рис.23. при диод характеризуется сопротивлением открытого p-n -перехода , а при - сопротивлением закрытого p-n -перехода , причем . В схеме рис.22 . При поступлении положительной полуволны входного напряжения и при диод открыт и через него течет ток. Конденсатор С через открытый диод быстро заряжается с постоянной времени . Заряд продолжается до тех пор, пока напряжение на емкости () не сравняется с входным напряжением, и диод закроется. В результате конденсатор начнет разряжаться через сопротивление R. Обычно . Разряд происходит медленнее, чем заряд (tразр = CR >> tзар), за время действия отрицательной полуволны входного напряжения выходное напряжение изменится мало.
|
|
Рис.24.
На рис.24 показан установившийся процесс заряда и разряда конденсатора. Ток диода течет только в те моменты времени, пока . По отношению к диоду напряжение является смещением. Поскольку (см. рис.23) равно 0, то обеспечивает работу диода с углом отсечки q < 90°. При большой постоянной времени величина близка к амплитуде входного напряжения. Поэтому здесь получается достаточно малый угол отсечки: он определяется соотношением сопротивлений и R. Действительно, крутизна открытой части ВАХ диода равна . Следовательно,
,
.
С другой стороны, при , .
Отсюда имеем
.
Учитывая, что
,
окончательно получаем следующее соотношение
.
Таким образом, задание внутреннего сопротивления диода и сопротивления нагрузки R однозначно определяет угол отсечки q. Чем ближе величина к , тем меньше угол отсечки. Для работы с q = 10° (cosq = 0,9848), должно выполняться .
При q (10...20)° выходное напряжение детектора близко к амплитуде входного. После определения величины R, можно определить и требуемое значение емкости конденсатора C из условия подавления высокочастотных составляющих и неискаженной передачи низкочастотной части спектра тока:
.
Так как , условие легко выполнить.
Поскольку амплитудный детектор подключается в качестве нагрузки усилителя высокой частоты, то важное значение имеет его входное сопротивление. При практически вся мощность, потребляемая детектором, выделяется на сопротивлении R. Поэтому можно приближенно считать ,
|
|
где и - амплитуда первой гармоники и постоянная составляющая тока диода. Разделим левую и правую часть на . Получим
.
Отсюда, учитывая, что , имеем
,
откуда
.
Чтобы детектор не влиял на частотные характеристики усилителя, необходимо при выборе R выполнить условие , где - резонансное сопротивление контура усилителя.
Спектральный анализ - это метод обработки сигналов, позволяющий выявить частотный состав сигнала. Выявление повышенных амплитуд вибрации на частотах, совпадающих с частотами возможных повреждений элементов, резонансных частотах деталей, на частотах протекания рабочего процесса помогает обнаружить и идентифицировать неисправность на ранних стадиях зарождения и развития.
Все методы спектрального анализа можно разделить на две группы. Классические методы, базирующиеся на использовании преобразований Фурье. Методы параметрического моделирования, в которых выбирается некоторая линейная модель формирующего фильтра и оцениваются его параметры. К первой группе относят корреляционный и периодограммный методы. Корреляционный метод выполняется на основе статистических методов обработки процесса вибрации.
Корреляционная функция. Связь двух случайных процессов x(t) и y(t) характеризуется взаимной корреляционной функцией:
Автокорреляционная или взаимная корреляционная функция. Обратное преобразование Фурье - автоспектр:
применяется для выделения синусоидальных составляющих на фоне шума: повышенный износ зубчатых передач.