使用采集儀器采集到的信號(hào)大小形狀各異，那么如何解讀這些奇形怪狀的信號(hào)呢？本文將介紹信號(hào)的變化趨勢(shì)，讓讀者了解趨勢(shì)，用于解讀和分析各種電信號(hào)傳遞的信息，讓你一看就懂！

隨著科技日益發(fā)展壯大，越來越多的電子產(chǎn)品出現(xiàn)在市場(chǎng)上，那么生產(chǎn)廠家是如何保證上架的產(chǎn)品是符合規(guī)格的呢？有效且準(zhǔn)確的手段是逐一測(cè)試產(chǎn)品，而在使用測(cè)量?jī)x器測(cè)試產(chǎn)品時(shí)，總會(huì)產(chǎn)生各種各樣的信號(hào)，當(dāng)信號(hào)的特征符合情況，那么此產(chǎn)品就是通過的，其中波形的趨勢(shì)分析是用于分析和評(píng)估電信號(hào)特性和性能的重要技術(shù)。本文將為讀者剖析“趨勢(shì)”這一技術(shù)。

波形趨勢(shì)的意義

如圖1所示的波形，我們可以看到這是一條方波，并具有周期性。這揭示了信號(hào)的什么信息呢？這就要說到波形的趨勢(shì)。而波形趨勢(shì)分析有什么現(xiàn)實(shí)意義呢？

首先，波形趨勢(shì)分析可以揭示信號(hào)中隱藏的規(guī)律和信息，為電路設(shè)計(jì)和信息處理提供重要依據(jù)。其次，異常波形波形往往暗示著潛在的故障或問題，通過對(duì)波形的趨勢(shì)分析，可以識(shí)別信號(hào)中的異常行為，進(jìn)行故障檢測(cè)和預(yù)警。再者，波形趨勢(shì)分析可以幫助我們了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)和性能表現(xiàn)，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。最后，波形趨勢(shì)分析可以提供大量的數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)參數(shù)用于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、建立模型以及預(yù)測(cè)未來的趨勢(shì)和行為。

綜上，波形趨勢(shì)分析在揭示信號(hào)特性、提供依據(jù)、故障檢測(cè)、優(yōu)化系統(tǒng)性能以及數(shù)據(jù)分析等方面具有重要的意義，為我們理解信號(hào)、優(yōu)化系統(tǒng)和做出決策提供有力的依據(jù)。

圖1 方波

波形趨勢(shì)的原理

那么，趨勢(shì)分析的原理是什么呢？它就是觀察電信號(hào)的波形，找出其中的規(guī)律變化趨勢(shì)，從而得出信號(hào)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，通過統(tǒng)計(jì)參數(shù)分析識(shí)別信號(hào)中的異常和故障，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)和預(yù)警。如圖2所示為方波信號(hào)及其趨勢(shì)參數(shù)。我們來了解一下趨勢(shì)的各參數(shù)含義及其原理：

周期是指一個(gè)完整波形所經(jīng)歷的時(shí)間，用于計(jì)算信號(hào)的頻率。

周期數(shù)表示一段波形中完整周期的數(shù)量，可評(píng)估信號(hào)的周期性和穩(wěn)定性。

頻率表示信號(hào)每秒鐘完成的周期數(shù)，是周期的倒數(shù)，可測(cè)定信號(hào)的快慢和周期性。

占空比反映了周期方波信號(hào)中高電平時(shí)間和低電平時(shí)間的相對(duì)時(shí)間，用于判斷脈沖信號(hào)的穩(wěn)定性和工作狀態(tài)。平均值表示信號(hào)在一個(gè)周期或者時(shí)間間隔內(nèi)的平均數(shù)，用于評(píng)估信號(hào)的直流成分和整體水平。

直流有效值是信號(hào)在一個(gè)周期或時(shí)間間隔內(nèi)的均方根值，表示信號(hào)的幅度大小。

交流有效值是信號(hào)去除直流分量后的均方根值，用于衡量信號(hào)在交流部分的振幅。

功率是信號(hào)傳輸或者消耗的能量速率，通過計(jì)算波形的功率可以評(píng)估信號(hào)的功率消耗和傳輸效率。

能耗是信號(hào)在一段時(shí)間內(nèi)所消耗的能量總值，通過積分信號(hào)波形，可以計(jì)算出信號(hào)的能耗。

圖2 方波的各個(gè)趨勢(shì)

波形趨勢(shì)的應(yīng)用

既然波形趨勢(shì)分析對(duì)信號(hào)分析有這么重要的意義，那么即想要分析波形信號(hào)，但是又不想自己計(jì)算趨勢(shì)的各個(gè)參數(shù)該怎么辦？筆者向讀者推薦我司的ZDL6000示波記錄儀。

ZDL6000示波記錄儀，以下簡(jiǎn)稱記錄儀，有64路趨勢(shì)通道，意味著，可以同時(shí)計(jì)算64個(gè)趨勢(shì)參數(shù)。如圖3所示，記錄儀共支持周期、周期數(shù)、頻率、占空比、平均值、直流有效值、交流有效值、功率、能耗、組合、公式共11種類型的趨勢(shì)分析。

以測(cè)量光纖長(zhǎng)度為例，信號(hào)采集卡接入光纖長(zhǎng)度傳感器的脈沖信號(hào)，并調(diào)用記錄儀的趨勢(shì)分析功能，對(duì)周期進(jìn)行累加獲得趨勢(shì)，并通過線性變換得到對(duì)應(yīng)以米為單位的長(zhǎng)度。

如圖4所示，選取趨勢(shì)類型為周期數(shù)，選擇信號(hào)判斷電平為1V，當(dāng)信號(hào)跳變?cè)竭^1V識(shí)別為一個(gè)脈沖信號(hào)，通過改設(shè)置實(shí)現(xiàn)對(duì)周期數(shù)即脈沖個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)。

如圖5所示，設(shè)置線性變換的參數(shù)并將線性變換單位設(shè)置成m（米），即可實(shí)現(xiàn)將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成光纖長(zhǎng)度，以此完成對(duì)光纖的測(cè)量。篇幅有限，介紹的“周期數(shù)”趨勢(shì)外，還有另外10種趨勢(shì)參數(shù)的計(jì)算功能未能詳細(xì)解釋。

圖 3 趨勢(shì)分析類型

圖 4 周期數(shù)類型的趨勢(shì)分析

圖 5 趨勢(shì)線性變換設(shè)置

總結(jié)

以上就是筆者對(duì)趨勢(shì)分析的淺談，趨勢(shì)分析還有更多的應(yīng)用場(chǎng)景，ZDL6000擁有強(qiáng)大的趨勢(shì)分析功能，同時(shí)使用ZDL6000的趨勢(shì)分析功能時(shí)，還能搭配事實(shí)事件功能進(jìn)行異常捕捉，讓測(cè)量更高效，歡迎有興趣的讀者進(jìn)一步咨詢了解。