A スイープ周波数テスト(aとも呼ばれます周波数応答分析(FRA)テストまたは単にa周波数スイープテスト)は、システムの応答を測定しながら、正弦波入力信号がシステムに適用され、その周波数が指定された範囲で徐々に変化します(「スイープ」)電気テストです。主な目標は、特徴づけることですシステムがさまざまな周波数にわたってどのように動作するか.
重要な側面の内訳は次のとおりです。
プロセス:
信号生成:信号ジェネレーターは、純粋な正弦波を生成します。
掃除:この正弦波の頻度は、事前定義された間で自動的に増加します(または減少します)頻度を開始しますそして頻度を停止します.
入力:この掃引周波数信号は、テスト中のシステムの入力(SUT)に適用されます。これは、電気入力(電圧、電流)、機械的入力(力、振動)、または音響入力(音圧)などです。
出力測定:SUTの応答は、適切なセンサーと測定機器(オシロスコープ、スペクトルアナライザー、ネットワークアナライザー、アクセラメーター、マイクなど)を使用して出力で測定されます。多くの場合、重要な測定には以下が含まれます。
マグニチュード(ゲイン/損失):出力振幅と入力振幅の比(多くの場合DB)。
フェーズシフト:出力と入力信号の間の位相角の差。
結果のプロット:測定された大きさと位相は、入力周波数に対してプロットされ、周波数応答曲線(ボードプロットは一般的です - db対log周波数と位相対log頻度の大きさを示します)。
重要なパラメーター:
開始周波数(f_start):スイープの開始周波数。
停止周波数(f_stop):スイープの終了周波数。
スイープレート:周波数がどれだけ速く変化するか(たとえば、1秒あたりのHz、1分あたりオクターブ)。線形または対数にすることができます。
スイープタイプ:
線形スイープ:単位時間ごとに一定の数のヘルツによって周波数の変化。
対数スイープ:周波数は定数によって変化します比率(例、オクターブ、10年)単位時間あたり。これは、ログプロットの各10年の周波数に等しい重みを与えるため、多くの場合好まれます。
信号振幅:入力信号のレベル。システムの過負荷や騒音が迷子になるのを避けるために、慎重に選択する必要があります。
それが明らかにするもの(目的):
共鳴周波数:システムがその応答でピーク(高いゲイン)を示す周波数を識別します。これは、安定性分析と破壊的な振動を回避するために重要です。
抗共振周波数(ヌル):応答がディップ(低ゲイン)を示す周波数を識別します。
帯域幅:システムが効果的に動作する周波数の範囲(たとえば、-3DB帯域幅)を決定します。
利益/減衰:システムがさまざまな周波数で信号を増幅または減衰させる金額を測定します。
フェーズシフト:さまざまな周波数でシステムによって導入された時間遅延を特徴付けます。
インピーダンス/アドミタンス:電気システムでは、インピーダンス(Z)またはアドミタンス(Y)対周波数を特徴付けることができます。
システムの健康/診断:スイープ応答を既知の良好なベースラインと比較することにより、変化または障害を検出します(たとえば、変圧器の曲がりくねった動きまたはコアの問題の検出、機械構造の亀裂、または緩み)。
モデルの検証:システムの数学モデルの精度を検証します。
アプリケーション:
電気工学:
テストフィルター(ローパス、ハイパス、バンドパス、ノッチ)。
アンプ、発振器、および制御システムの特性評価。
パワートランス診断(周波数応答分析-FRA)。
ケーブルテスト(インピーダンス、障害)。
アンテナの特性評価。
オーディオ機器テスト(スピーカー、マイク、アンプ)。
機械工学/振動分析:
構造(橋、建物、航空機、機械)の自然周波数、モード形状、および減衰比の決定。
振動のアイソレーターと吸収体のテスト。
サスペンションシステムの特性化。
音響:
スピーカー、ヘッドフォン、マイク、および部屋の周波数応答の測定。
エレクトロニクス:
電源安定性の検証(ループゲイン/フェーズマージン)。
センサーとトランスデューサーのテスト。
地球物理学:地震テスト。
本質的に:スイープ周波数テストは、システムがさまざまな周波数の信号とどのように相互作用するかという包括的な「指紋」を提供します。これは基本的なツールです設計、分析、トラブルシューティング、および検証多数のエンジニアリング分野にわたって。周波数をスイープすることにより、単一周波数テストでは明らかにできない動的な動作を効率的にキャプチャします。
