ویژگیها و مشخصات پنجره مستطیلی (Rectangular)
پنجره مستطیلی به دلیل سادگی و سهولت اجرا، در تحلیل طیف فرکانسی استفاده می شود. با این حال، ویژگی های خاصی دارد که ممکن است بر نتایج تجزیه و تحلیل تأثیر بگذارد.
یکی از مزایای استفاده از پنجره مستطیلی این است که دامنه آن در حوزه زمان ثابت است، به این معنی که هیچ وزن یا تضعیف اضافی به سیگنال وارد نمی کند و لذا میتواند هنگام تجزیه و تحلیل سیگنالهای گذرا و کوتاه مدت مفید باشد.
هرچند پهنای لوب اصلی پنجره مستطیلی در مقایسه با سایر پنجره ها کمترین مقدار ممکن را دارد که برای استخراج هارمونیک های هم دامنه نزدیک به هم بسیار کارآمد است اما لوب های جانبی بزرگ در حوزه فرکانس کارآیی آن را محدود می کند. فرض کنید که دو هارمونیک داریم که دامنه یکی ده برابر دیگری است. هارمونیک با دامنه کمتر در لوبهای جانبی هارمونیک قوی تر گم خواهد شد. همچنین، لوب های جانبی بالای پنجره مستطیلی می تواند باعث نشت طیفی شود (پیام علمی (9)). نشت طیفی زمانی اتفاق میافتد که انرژی یک هارمونیک به هارمونیکهای مجاور نشت میکند و منجر به عدم دقت در اندازهگیری دامنه میشود.
در دستگاه آنالایزر دوکاناله ساخت شرکت بتا پنجره های مختلفی در اختیار کاربر قرار می گیرد تا مشکل پنجره مستطیلی برطرف شود.
اسکالوپینگ (scalloping) چیست؟
اسکالوپینگ در FFT (تبدیل فوریه سریع) زمانی رخ میدهد که دامنه سیگنال سینوسی به دلیل نشت طیف ناشی از پنجرهگذاری کمتر از مقدار واقعی بدست آید. هنگامی که تعداد سیکلهای یک سیگنال سینوسی در یک پنجره، عدد صحیحی نباشد، انرژی سیگنال در باند فرکانسی مجاور پخش می شود و در نتیجه دامنه اندازه گیری شده کاهش می یابد. این اثر به عنوان اسکالوپینگ شناخته می شود. لازم است که هنگام استفاده از FFT، تلفات اسکالوپینگ در نظر گرفته شود تا برآورد دقیق از دامنه بدست آید. همانطور که در شکل مشخص است استفاده از پنجره Flat-Top کمترین تلفات اسکالوپینگ و استفاده از پنجره Rectangular بیشترین تلفات اسکالوپینگ را دارد.
اربیت فیلتر شده میتواند برای تخمین فاز مطلق دو مؤلفهی سیگنال استفاده شود. تخمین فاز برای اربیتهای دایرهای صحیحترین و برای اربیتهای بیضوی با صحت کمتر خواهد بود. علت آن این است که در یک اربیت دایرهای، شافت در امتداد اربیت با سرعت زاویهای ثابت حرکت میکند (فواصل زمانی مساوی و زوایای مساوی بین نقطهها). در اربیتهای بیضوی، سرعت زاویهای در امتداد اربیت ثابت نیست (فواصل زمانی مساوی و زوایای نامساوی بین نقطهها). از آنجایی که فاز یک اندازهگیری زمانبندی محسوب میشود، این تغییر سرعت زاویهای باعث بروز بی دقتیهایی در هنگام تلاش برای تخمین فاز نسبت به هر مبدل میشود. همچنین این امر باعث می شود که در اربیتهای 1X، نقطهی بلند روی شافت، با عبور روتور از اربیت، نوسان کند. این اثر، موقعی که با خمش ترکیب میشود، باعث ایجاد تنش نوسانی با فرکانس 2X و پاسخ بیضوی با فرکانس 1X می شود.
