信号的调制方式摘要.ppt

“ ” 调制信号 1.信号调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的高频信号， 一般分为调幅（AM）、调频（FM）、和调相（PM）。 2.调幅:使高频载波信号的振幅随调制信号的幅值变化。调幅电路应用较广，基本原理就是对两路信号进行乘法运算，设一路信号为y(t)=Ysin(Ωt)（例y(t)=sin(100t)）,其频率Ω较高，称为载波信号，另一路信号为x(t)=Xsin(ωt+φ)（例x(t)=10sin(5t)）,其频率ω较低，成为调制信号，两路信号相乘得到 调幅后的信号中没有频率为Ω的载波信号，只有其附近的一对边频（2），称为抑制调幅波。若调制信号包含较多的频率成分，调幅后的信号由中心频率Ω附近的很多对边频组成。抑制调幅波中包含有调制信号的幅值、相位信息，但必须采用同步解调，才能恢复原调制信号。 3.调频：正弦波载波的频率按调制信号幅值变化规律而变化的调制过程称为调频，瞬时频率可以定义为角位移Φ对时间的导数dΦ/dt，正弦波的角位移可表示为Φ=Ωt+θ，dΦ/dt=Ω=常数，调频时瞬时频率为dΦ/dt=Ω[1+x(t)]，若假定调制信号x(t)=Xcos(ωt),则角位移为 调制信号为 式中 ， 称为调频指数。 为了研究调频波的频谱，利用贝塞尔函数将上式展开得 式中 是 的n阶贝塞尔函数。 上式表明，当调制信号仅为单一正弦波时调频波中也含有无穷多的频率成分，调频比调幅所要求的带宽要大得多，但因为调频信号所携带的信息包含在频率变化中，一般干扰作用主要引起信号幅度变化，对于调频波很容易通过限幅器消除干扰，所以调频能有效地改善信噪比，高性能的磁带记录仪往往采用调频调相技术。 4.载波信号的相位按照调制信号的幅值变化规律而变化的调制过程称为调相，当调制信号为 调相波的表达式为 与调频波相似 贝塞尔函数（Bessel functions），是数学上的一类特殊函数的总称。通常单说的贝塞尔函数指第一类贝塞尔函数（Bessel function of the first kind）。一般贝塞尔函数是下列常微分方程（一般称为贝塞尔方程）的标准解函数 ： 这类方程的解是无法用初等函数系统地表示。 由于贝塞尔微分方程是二阶常微分方程，需要由两个独立的函数来表示其标准解函数。典型的是使用第一类贝塞尔函数和第二类贝塞尔函数来表示标准解函数： 贝塞尔函数的具体形式随上述方程中任意实数或复数α变化而变化（相应地，α被称为其对应贝塞尔函数的阶数）。实际应用中最常见的情形为α是整数n，对应解称为n?阶贝塞尔函数。 齿轮故障特征 1．在各种齿轮故障诊断方法中,以振动检测为基础的齿轮故 障诊断方法具有反映迅速、测量简便、实时性强等优点。 2．齿轮发生断齿情况下其振动信号冲击能量达到最大，均方值和峰值减小,表明齿轮传动接触减少,对经过磨合期的齿轮,接触减少只可能是齿轮断齿或磨损厉害,但因峭度和峰值指标增大,又表明齿轮存在较强的振动冲击,而磨损厉害并不会出现较大的冲击振动信号,所以齿轮发生的是断齿故障。 3.峭度 ， 式中x(t)为瞬时振幅，x杠为振幅均值，p(x)为概率密度，σ为标准差 式中xi为瞬时振幅，x杠为振幅均值，N为采样长度，σt为标准差。 峭度（Kurtosis）K是反映振动信号分布特性的数值统计量，是4阶中心矩，峭度指标是无量纲参数，由于它与轴承转速、尺寸、载荷等无关，对冲击信号特别敏感，特别适用于表面损伤类故障、尤其是早期故障的诊断。在轴承无故障运转时，由于各种不确定因素的影响，振动信号的幅值分布接近正态分布，峭度指标值K≈3;随着故障的出现和发展，振动信号中大幅值的概率密度增加，信号幅值的分布偏离正态分布，正态曲线出现偏斜或分散，峭度值也随之增大。峭度指标的绝对值越大，说明轴承偏离其正常状态，故障越严重，如当其K8时，则很可能出现了较大的故障。 4.均方根值由于对时间取平均值，因而适用于像磨损、表面裂痕无规则振动之类的振幅值随时间缓慢变化的故障诊断。 5.齿轮偏心是指齿轮的中心与旋转轴的中心不重合，这种故障往往是由于加工造成的。 (1)时域特征 当一对互相啮合的齿轮中有一个齿轮存在偏心时，其振动波形由于偏心的影响被调制，产生调幅振动，图为齿轮有偏心时的振动波形。 (2)频域特征 齿轮存在偏心时，其频谱结构将在两个方面有所反映：一是以齿轮的旋转频率为特征的附加脉冲幅值增大；二是以齿轮一转为周期的载荷波动，从而导致调幅现象，这时的调制频率为齿轮的回转频率，比所调制的