Application of time windows in vector analysis of discrete signals
Keywords:
vector analysis, spectral analysis, time window, characteristics of time windowsAbstract
It is shown that time windows substantially affect the detection, resolution, dynamic range, degree of reliability and feasibility of computing operations in the spectral and vector analysis of complex signals in vibro-acoustic functional diagnosing mechanical objects, as well as in computer medical diagnostics, sonar and other areas of scientific research. The application of a family of trapezoidal time windows is considered, the family including classic window functions as extreme cases: Dirichlet window (rectangular time window) and Bartlett-Fejer window (triangular time window), in solving the problems of the digital spectral and vector analysis of complex signals. The following quantitative information related to the windows of the studied family of discrete time windows is given: the leakage factor which shows the proportion of total window energy concentrated in the side lobes of its spectrum; the maximum level of the side lobes of the spectrum relative to the spectral function at zero frequency (i.e., relative to the main lobe); the width of the main lobe at the level -3 dB. Investigations of the generalized trapezoidal time windows family showed that discrete windows of this family are simple to implement, they have good quantitative characteristics and do not require additional memory for their storage.References
Пономарева О. В., Пономарев А. В. Восстановление значений непрерывных частотных спектров дискретных сигналов методом параметрического дискретного преобразования Фурье // Вестник Ижевского государственного технического университета. - 2015. - № 3 (67). - С. 88-91.
Пономарев В. А., Пономарева О. В. Пономарев А. В. Метод эффективного измерения скользящего параметрического спектра Фурье // Автометрия. - 2014. - Т. 50. - № 2. - C. 31-38.
Пономарев В. А., Пономарева О. В., Пономарев А. В., Пономарева Н. В. Обобщение алгоритмов Герцеля и скользящего параметрического дискретного преобразования Фурье // Цифровая обработка сигналов. - 2014. - № 1. - С. 3-11.
ономарева О. В. Неинвариантность скользящего энергетического параметрического фурье-спектра действительных тональных сигналов // Цифровая обработка сигналов. - 2014. - № 2. - С. 7-14.
Пономарева О. В., Пономарев В. А., Пономарев А. В. Иерархическая морфологическо-информационная модель системы функционального диагностирования объектов на основе цифровой обработки сигналов // Датчики и системы. - 2014. - № 1 (176). - С. 2-8.
Пономарева О. В. Инвариантность скользящего энергетического спектра Фурье дискретных сигналов в базисной системе параметрических экспоненциальных функций // Вестник Ижевского государственного технического университета имени М. Т. Калашникова. - 2014. - № 2 (62). - С. 102-106.
Пономарева О. В., Алексеев В. А., Пономарев А. В. Быстрый алгоритм измерения спектра действительных сигналов методом апериодического дискретного преобразования Фурье // Вестник Ижевского государственного технического университета имени М. Т. Калашникова. - 2014. - № 2 (62). - С. 106-109.
Пономарева О. В. Измерение спектров комплексных сигналов на конечных интервалах методом апериодического дискретного преобразования Фурье // Интеллектуальные системы в производстве. - 2014. - № 1 (23). - С. 100-107.
Пономарева О. В., Пономарев А. В., Пономарев В. А. Измерение скользящего взвешенного энергетического дискретно-временного спектра тональных компонент // Интеллектуальные системы в производстве. - 2014. - № 2 (24). - С. 126-132.
ономарева О. В. Измерение временных спектров дискретных сигналов методом модифицированного параметрического дискретного преобразования Фурье // Интеллектуальные системы в производстве. 2014. - № 2 (24). - С. 132-138.
Пономарев В. А., Пономарева О. В. Инвариантность текущего энергетического спектра Фурье комплексных дискретных сигналов на конечных интервалах // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. - 2014. - Т. 2. - С. 8-16.
Пономарев В. А., Пономарева О. В. Инвариантность текущего энергетического фурье-спектра действительных дискретных сигналов на конечных интервалах// Технология и конструирование в электронной аппаратуре. - 2014. - №1. - С. 15-22.
Пономарева О. В., Пономарев А. В., Пономарева Н. В. Метод быстрого вычисления дискретного преобразования Фурье действительных последовательностей // Цифровая обработка сигналов. - 2013. - № 2. - С. 10-15.
Пономарева О. В., Алексеев В. А., Пономарев А. В. Цифровой периодограмманализ и проблемы его практического применения // Вестник Ижевского государственного технического университета. - 2013. - № 2 (58). - С. 130 -133.
Пономарева О. В., Пономарев А. В., Пономарев В. А. Обобщение алгоритма Герцеля для решения задач выявления скрытых периодичностей // Интеллектуальные системы в производстве. - 2013. - №1 (21). - С. 41-46.
Пономарева О. В., Пономарева Н. В. Повышение точности и расширение функциональных возможностей цифровых фильтров на основе частотной выборки // Приборы и методы измерений. - 2013. - № 2 (7). - C. 114-119.
Пономарева О. В. Быстрое параметрическое дискретное преобразование Фурье действительных последовательностей // Цифровая обработка сигналов. - 2012. - № 2. - C. 2-5.
Пономарева О. В., Пономарева Н. В. Модификация фильтра на основе частотной выборки для решения задач цифровой обработки случайных процессов со скрытыми периодичностями // Интеллектуальные системы в производстве. - 2012. - № 2 (20). - С. 122-129.
Пономарева О. В. Вероятностные свойства спектральных оценок, полученных методом параметрического дискретного преобразования Фурье // Интеллектуальные системы в производстве. - 2010. - № 2 (16). - C. 36-41.
Алексеев В. А., Пономарев В. А., Пономарева О. В. Методология определения погрешностей измерения вероятностных характеристик случайных процессов, реализуемых процессорными измерительными средствами // Интеллектуальные системы в производстве. - 2010. - № 2 (16). - С. 91-99.
Пономарев В. А., Пономарева О. В. Модификация дискретного преобразования Фурье для решения задач интерполяции и свертки функций // Радиотехника и электроника. - 1984. - Т. 29. - № 8. - C. 1561-1570.
Пономарев В. А., Пономарева О. В. Временные окна при оценке энергетических спектров методом параметрического дискретного преобразования Фурье // Автометрия. - 1983. - № 4. - C. 39-45.
Пономарев В. А., Пономарева О. В. Обобщение дискретного преобразования Фурье для интерполяции во временной области // Известия вузов. Радиоэлектроника. - 1983. - Т. XXVI, № 9. - С. 67-68.
Пономарев В. А., Пономарева О. В. Виброакустическое диагностирование коробок передач станков цифровыми методами // СТИН. - 1983. - № 9. - С. 18-21.
Пономарев В. А., Тимохин В. И. Применение временных окон в цифровом спектральном анализе случайных сигналов // Методы представления и аппаратурный анализ случайных процессов и полей : 7-й Всесоюз. симпозиум. Секц. 2. - ВНИИЭП, 1974. - С. 93-96.
