小伙伴们，周一又见面啦。今天我们继续聊的话题是：Something about DATA 系列。我们上篇文章对NVH测试中的频谱分析做了整体介绍：

A  傅里叶变换；

B  采样定理；

C  频率分辨率；

D  步长/重叠；

E  窗函数；

F  计权；

G  谱格式；

H  ATOM中的频谱分析；

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NVH测试中的数据采集

NVH测试中的信号处理......

接下来的几篇文章，我们将继续对NVH测试中的信号处理展开进行介绍。

NVH测试过程其实就是用数据采集系统将反映试验对象状态振动噪声等的物理信号进行记录，并采用相应的信号处理算法对记录到的信号进行有目的的信息提取的过程。

系统分析，是用来研究被测对象的系统特性。NVH测试中，常用的系统分析方法有：自功率谱、互功率谱、自相关函数、互相关函数、传递函数、相干函数等。今天我们将针对NVH测试中的系统分析各个函数，做一个简要的介绍。

1.自功率谱

时域数据经傅里叶变换后得到的频谱。自功率谱是基于频谱计算得到，自功率谱等于频谱的平方。频谱是复数，含相位信息，自功率谱经频谱计算后，变成实数，不再含有相位信息，可用来进行线性计算。

自功率谱有多种格式，常用的有：功率谱密度，能量谱密度。

功率谱谱密度(PSD)

表示单位频率上的能量分布，等于自功率谱除以频率分辨率。因此功率谱密度避免了由于选取不同的频率分辨率而造成频域幅值不同的问题。对于平稳宽带信号的测量，这是一种标准的表示形式，一般试验标准中采用功率谱密度来描述试验输入条件或测试结果，下图中是电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统振动试验中规定的PSD曲线。

蓄电池包或系统的振动测试功率谱密度曲线

能量谱密度(ESD)

通常用于瞬态信号。对于瞬态信号，研究其在频谱上的总能量比研究它在采样总时间内的平均功率更有意义，能量谱密度等于功率谱密度乘以每次傅里叶变换的时域数据时长。

2.互功率谱

互功率谱也是通过频谱计算得到的，等于一个信号的频谱乘以另一个信号频谱的共轭得到，互功率谱用以测量两个信号之间在分析带宽内每一频率的互功率。互功率谱经频谱计算后，结果为复数形式，有相位信息。互功率谱蕴涵有两个信号之间在幅值和相位上的相互关系信息，它在任意频率的相位值，表示两个信号之间在该频率的相对相位，因此可用互功率谱作相位关系分析。相位移动表示的是时间上前后，因此也可以用互谱检测和确定信号传递的延迟。在实际应用中，模态测试，工作模态测试等都用到互功率谱函数。

3.自相关函数

相关函数是在时域上对信号特征的描述。自相关函数描述一个信号某时刻点幅值与另一时刻幅值的依赖关系。自相关函数是时域分析方法，它与自谱是一对傅里叶变换对。自相关在时间轴上是偶函数，当取时间为正值部分来计算频谱时，得到的频谱成为半谱。自相关可用于找出混淆在无规则信号中的周期信号，可用于复杂旋转机械中排查故障的测试。自相关函数在时间轴0时刻有最大值，这个最大值即为信号的均方根值。

4.互相关函数

互相关函数表示这两个信号之间的相关性，互相关函数也是一个可正可负的函数，与自相关函数相比，互相关函数不一定在0处有最大值，也不一定是偶函数，但如果两个信号互换时，所得互相关函数与原互相关函数关于纵轴对称。互相关与互谱是一对傅里叶变换对。若两个信号是两个独立的信号，则它们的互相关函数为零。反之，若互相关函数不等于零，则可用相关函数来表数两个信号的相关性。

5.传递函数

把具有线性特性的对象的输入与输出间的关系，用一个函数(输出波形的拉普拉斯变换与输入波形的拉普拉斯变换之比)来表示的，称为传递函数。

传递函数表示的是输出与输入频谱之比，可用于模态分析，频响分析，也可以用于任何信号生成传递函数。测量信号可以是任何物理量。

在工程应用中，为消除信号中混杂进来的噪声，常常采用H1估计和H2估计,H1估计有利于消除输出信号中噪声的影响，H2估计有利于消除输入信号中噪声的影响，在常规NVH测试中的传递函数一般选用H1估计。

6.相干函数

相干函数定义为输入和输出信号的互功率谱的平方除以输入信号自功率谱和输出信号自功率谱的乘积。相干函数是频域的分析方式，也可用于检验互功率谱和传递函数测量的有效性。可用于评估品频响函数的测量质量以及评估多个激振器给出的激振力之间的相干关系。

相干函数的取值范围在0和1之间。1表明输出几乎完全由输入引起的。0表明有其他的输入信号没有被测量出，或存在严重的噪声，系统具有明显的非线性、信号泄漏或时延等问题。

7.ATOM中的系统分析

ATOM中系统分析方法包括：自功率谱、互功率谱、自相关函数、互相关函数、传递函数、相干函数(H1估计和H2估计)。

ATOM系统分析可在数据采集过程中在线计算以及时域数据后处理中计算，下图为ATOM与国外xxx振动噪声测试系统的系统分析计算结果对比:

某车内噪声测试，从排气到驾驶员右耳传递函数分析结果对比：

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接下来我们将继续对NVH测试中的信号处理展开进行介绍，下一个专题是NVH测试中的心理声学分析(语言清晰度、响度、尖锐度)介绍，请您持续关注！！！

关于信号处理方面的专题以及NVH测试工作中遇到的问题，大家都可以留言交流，小编随时恭候。

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