Frequenzanalyse eines sich periodisch ändernen Signals

  • Eigentlich geht es in diesem Beitrag um ein paar fragen über die Frequenzanalyse für die ich noch keine Antwort gefunden habe


    Problemstellung:
    Ich möchte akustisch ein Getriebe analysieren und habe mir dafür einen primitiven Körperschallsensor gebaut. Jetzt bin ich gerade über der Analyse der aufgenommenen Signale. Eigentlich will ich nur rausfinden ob es möglich ist mit diesem Sensor aussagen über das Getriebe machen zu können. Also wenn jemand in diesem fall Erfahrungen hat bin ich über Anregungen immer froh.


    Fragen:
    1. Ich habe mir schon einiges zur Frequenzanalyse durchgelesen und hab verstanden das die db werte ein vergleich mit dem vollausschlag sind (0db=vollausschlag)
    daraus folgt doch das der wert in db nicht von der länge des zu analysierenden Bereichs oder der Größeeinstellung im Frequenz-Analysefenster in irgend einer weise abhängt. (so weit meine annahme)
    Die Frage ist nun ist es am sinnvollsten für eine solche Messung die Größe auf 65536 zu stellen wenn das zu analysierende Signal (Signal verändert sich periodisch) beliebig lang sein kann


    1.1 Bei dem versuch mir Frage 1 zu beantworten habe ich eins meiner aufgenommen Signale (ca 9 sec) mit allen größen exportiert und in Excel nebeneinandergestellt.(siehe bild) Dabei ist mir aufgefallen das der db wert immer weiter singt je größer die Größe. Ich vermute das das daher kommt das bei kleineren Größen ein größerer Frequenzbereich in einen punkt gefasst wird und diese sich somit irgendwie summieren. (richtig?). Die frage ist bloß warum es beim untersten (65536 samples) zu so einen großen Abfall kommt. Ist das normal? ist es sinnvoller eine kleinere Größe zu wählen?


    Zusatz: ach ja die letzten Graphen hab ich auf Grund von zu großen zittern geklättet sonst wär natürlich nicht so n schönes Signal rausgekommen
    aber eigentlich sollte man doch erwarten das der abstand zwischen den Graphen von oben nach unten immer größer wird (*2) es sieht aber eher so aus als ob alle abstände gleich wären außer der zwischen 65536 und 32768 samples
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    2. Wenn mir ein kurzes, sehr lautes Signal (0,5s) innerhalb meiner 9 s Messbereichs kommt durch ein umgebungsgeräusch zum Beispiel müsste dies doch die Frequenz mit dem höchsten db wert sein, oder? oder wird es irgendwie abgeschwächt weil es nur sehr kurz in dem Bereich vorkommt? Ihr seht schon ich bin mir noch nicht ganz sicher.


    3. Da ich eine verstellbare Verstärkung des signals benutze muss ich das in der Analyse berücksichtigen. Ist es möglich die Signale die ich vergleichen will zu Normalisieren und dadurch gleichgroße spitzen bei den am stärksten vertreten Frequenzen zu erhalten.


    ihr seht schon viele fragen. wenn einer viele Erfahrungen mit der Frequenzanalyse hat würde ich mich über tips und tricks freuen


    Vielen Dank


    Grüße Daniel

  • Ich wage mich mal in Sachen db etwas weit vor, damit du eventuell schon mal eine Antwort hast. Allerdings gebe ich zu, das mir das Thema nur so am Rande eine Rolle spielte und ich eine mögliche unkorrekte Aussagen von mir durchaus sein kann.


    Also db bezieht sich auf den Schalldruck (soweit ich mich erinnere). Da spielt die Frequenz garkeine Rolle (sonst könnte man Messungen unterschiedlicher herkunft nicht mit einander vergleichen). Daher paßt für mich dein Thema / Anfrage mit dem db-Wert wenig zusammen. Außer du nimmst diese als Konstante, um Frequenzen darzustellen. Das wiederspricht aber der überschrift. Oder ich verstehe den ganzen Beitrag nicht (was, wie schon erwähnt bei dem Thema allgemein, bei mir durchaus möglich wäre).

  • hmmm danke erstmal für das feedback, ich habe mir in dieser Beziehung schon ein paar Informationen durchgelesen.


    dB wird normalerweise auf den Schalldruck bezogen, wenn es darum geht eine aussage über die Lautstärke zu treffen. dieser hat dann auch nichts mit der Frequenz zu tun, außer das die selbe Lautstärke bei unterschiedlichen Frequenzen unterschiedliche dB werte ergibt. Da hast du schon recht.


    es geht aber um die Frequenzanalyse von Audacity hierbei werden die Amplituden der einzelnen Frequenzen mit einer dB zahl beschrieben (z.B. -36dB) (siehe bild/rechts)darauf waren die fragen bezogen. Vielleicht ist die Überschrift ein bisschen schlecht gewählt. Das Signal um was es geht schaut ungefähr so aus
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    Das Signal ist wie man sieht nicht eine konstante Frequenz sondern ändert sich. Die Änderung wiederholt sich aber die ganze zeit. Das bild was ich im ersten Beitrag hochgeladen habe ist lediglich die exportierte Frequenzanalyse mit verschiedenen samplewerten(auswahlpunt: Größe in der Frequenzanalyse) in Excel nebeneinandergestellt.

  • Bei der Analyse muß ich leider passen. Kann mir aus der Logik heraus nicht erklären, warum es bei einer konstanten Dezibel ein so unregelmäßig Anzeige zustande kommt. Es ergebe zwar wenig Sinn, aber Teste das mal mit einem erzeugten Monotonen Signal von Audacity (Frequenz erzeugen). Da dürfte es keinje Unregelmäigkeit geben. Allerdings weiß ich (egal bei welchem Ergebnis) aus nicht weiter.

  • hmmmm sehr interessant sogar bei einem Simulierten Signal mit einem 440 Hz Sinus Signal schon einiges.
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    naja ich schätze ich muss mich einfach auf eine Sample Anzahl festlegen und dann alle Messungen dabei durchführen.
    Die frage wär nur welche Messung am besten ist.
    Mal schauen vlt kommt ja noch jemand der sich mit der Frequenzanalyse ein bisschen auskennt und mir meine fragen ein bisschen erklären kann.
    Trotzdem danke für deinen versuch Ingmar