Работа с окном графика для анализа «Каскад спектров»
Окно графика с результатами анализа «Каскад спектров»
Данное окно отображает изменение спектра сигнала во времени. Таким образом, каждая точка на нём имеет 3 координаты: время (горизонтальная ось), частота (вертикальная ось), значение спектра (цвет). Зависимость цвета от амплитуды рассчитывается автоматически и отображается на шкале в правой части экрана. Наибольшей амплитуде соответствует красный цвет, наименьшей – тёмно-синий. Поскольку наибольшая амплитуда в спектре равна 
, то ей соответствует красный цвет. Голубым цветом на графике показаны области частот, в которых амплитуда спектра равна 
.
Между частотами и амплитудами на графике каскада спектров и мгновенного спектра для одинаковых моментов времени существует однозначное соответствие: спектр, выделенный тёмной полосой на графике каскада спектров, представляет собой «вид сверху» мгновенного спектра, показанного слева на том же рисунке, только амплитуда отображается цветом. В мгновенном спектре амплитуда достигает максимума на частоте около 5 Гц и на графике каскада спектров красная полоса так же расположена в районе 5 Гц; вторая снизу полоса на графике каскада спектров расположена в районе частоты 15 Гц и на графике мгновенного спектра так же имеется пик в этом же диапазоне частот и так далее. Такое представление спектра приводит к тому, что на графике каскада спектров может быть отображено развитие спектра во времени только одного сигнала.
Соответствие между мгновенным спектром и каскадом спектров
Данные добавляются на график каскада спектров слева направо через равные промежутки времени. Их длительность определяется следующим образом. Для вычисления спектра ПО должно накопить количество отсчётов, которое равно длине окна. Период поступления отсчётов определяется по формуле:
Таким образом, ПО получает спектр каждые 
секунд. Если данное отношение окажется меньше единицы, то ПО увеличивает длительность промежутка до наименьшего числа, кратного этому отношению, но большему 1. Это сделано для уменьшения нагрузки на ПК.
Например, длина окна равна 32768 отсчетов, а частота дискретизации 44100 Гц. Тогда ПО сможет рассчитывать спектр каждые 
. Это число меньше 1, поэтому ПО будет выводить на график по 2 спектра каждые , потому что это наименьшее число большее 1 и кратное числу 
.
Поскольку данные выводятся на график слева направо, то самые последние (текущие) данные будут отображены слева (потому что слева на оси времени расположен нулевой момент времени), а самые давние – справа, поскольку справа на оси времени расположен максимальный момент времени.
Отображение изменения спектра на графиках мгновенного спектра и каскада спектров
На вход контроллера был подан меандр частотой 5 Гц, о чём свидетельствует наличие в каскаде спектров и мгновенном спектре гармоник, кратных этой частоте. Через некоторое время частота меандра была увеличена до 20 Гц. После этого на графике каскадного спектра слева стал появляться спектр, у которого главная гармоника расположена на частоте 20 Гц. По мере добавления на график данных спектр «старого» сигнала (меандр с частотой 5 Гц) заменяется новым (меандр с частотой 20 Гц).
Для управления окном графика используется контекстное меню, содержащее следующие пункты:
- «Автомасштаб» – выполнить автомасштабирование графика по двум осям;
Контекстное меню окна графика «Каскад спектров»
- «Настройки отображения» – открыть окно настроек графика;
- «Копировать в буфер обмена» – копировать график в буфер обмена в виде bmp-файла;
- «Сохранить график» – сохранить график в виде bmp-файла;
- «Печать» – вывести график на принтер.
Масштабировать график можно с помощью колёсика мыши и задания с помощью мыши отображаемой области. Для реализации последней возможности нужно выполнить следующую последовательность действий: навести курсор на график → зажать левую кнопку мыши → задать область (рисунок 3.35), которую необходимо вывести на график, переместив курсор с зажатой кнопкой мыши → отпустить кнопку мыши после получения области требуемого размера.
Пример масштабирования графика «Каскад спектров» с помощью левой кнопки мыши
После выполнения одной из этих двух операций автомасштабирование графика отключается до выбора пункта «Автомасштаб» контекстного меню или установки автомасштабирования в окне настроек графика.
Можно передвигать график, двигая курсор с зажатой правой кнопкой мыши.
Окно настроек графика для анализа «Каскад спектров»
Окно настроек для графика анализа «Каскад спектров» несколько отличается от такового для других типов графиков.
Панель «Оси» содержит настройки для каждой из двух осей графиков:
- поле «Имя» – название оси, по умолчанию формируется на основании типа графика;
- поля «Минимум» и «Максимум» – минимальные и максимальные значения по осям X и Y, они недоступны при включении автомасштабирования;
- флажок «Лог. масштаб» – включает/выключает вывод данных по оси в логарифмическом масштабе;
- флажок «Автомасштаб» – включает/выключает автомасштабирование графика для оси, по умолчанию автомасштабирование включено.
Окно настроек графика с результатами анализа «Каскад спектров»
Поле «Имя графика» позволяет задать текст, который выводится в заголовке графика:
- флажок «Показывать заголовок» – включает/выключает отображение имени графика;
- флажок «Показывать сетку» – включает/выключает отображение сетки на графике.
Работа с расположением графиков
Расположение на экране всех открытых графиков можно упорядочить разными способами (по вертикали, по горизонтали, каскадом. Для этого на панели риббона «Главная» предусмотрено выпадающее меню «Упорядочить».
Варианты упорядочивания окон графиков:
а) адаптивный, б) каскадом
Работа с окном осциллографа и спектрографа
В ПО VisAnalyser встроен цифровой осциллограф и спектрограф. Одновременно на осциллографе может отображаться любое число сигналов с каналов приборов. Каналы отображаются в тех единицах, которые выбраны для них в столбце «Единица» окна «Настройки анализа». Спектрограф позволяет одновременно отображать только 1 спектр данных с канала.
Окно осциллографа совмещено с окном спектрографа.
Вид окна осциллографа
Для отображения осциллографа необходимо нажать кнопку 
.
После нажатия на кнопку «Входы» окна осциллографа открывается дополнительное окно «Настройки входов», в котором отображаются все доступные каналы.
Для каждого из каналов доступны для изменения 2 элемента управления:
- если флажок с названием канала снят, данные с данного канала не отображаются в окне осциллографа;
- выпадающий список позволяет задать число единиц в клетке при отображении данного канала.
Цвет, на фоне которого указано название канала, соответствует цвету осциллограммы, снимаемой с этого канала.
Окно «Настройки входов»
Вид окна спектрографа
Для отображения спектрографа необходимо перейти на вкладку «Спектрограф».
Выпадающий список «Функция окна» используется для удаления искажений, внесённых цифровым вычислением спектра.
Выпадающий список «Канал» позволяет выбрать канал, спектр данных на котором необходимо отобразить.
Выпадающий список «Масштаб по частоте» позволяет задать 2 варианта отображения оси частот:
- в линейном масштабе (пункт «лин. – 1 кГц/дел»);
- в логарифмическом масштабе (пункт «лог. – 0,1 дек/дел»).
Выпадающий список «Количество спектральных линий» позволяет задать разрешение - расстояние между спектральными линиями — по частоте. Разрешение вычисляется по формуле:
где
- Res – разрешение по частоте в герцах;
- BinsCount – число спектральных линий;
- Fs – частота дискретизации, установленная в окне «Настройки анализа».
Например, на рисунке выше разрешение по частоте составляет 4,07 Гц, поскольку частота дискретизации установлена равной 33334 Гц, а число спектральных линий 4096. Таким образом, первая спектральная линия будет показывать амплитуду гармоники с частотой 4,07 Гц, вторая – 8,14 Гц и т.д.
В верхней части спектрографа выводятся текущие координаты курсора (белые цифры) и значение амплитуды на ближайшей от курсора спектральной линии – жёлтые цифры.
Хотите узнать больше?
По вопросам технической поддержки напишите или позвоните нам:
- info@visom.ru, support@visom.ru;
- +7 (4812) 777-001,+7 (4812) 777-006 (с 9:00 до 18:00 по Москве).
Присоединяйтесь к нам в социальных сетях Telegram, ВКонтакте, Одноклассники и следите за новыми анонсами событий.
