使用采集儀器采集到的信號大小形狀各異，那么如何解讀這些奇形怪狀的信號呢？本文將介紹信號的變化趨勢，讓讀者了解趨勢，用于解讀和分析各種電信號傳遞的信息，讓你一看就懂！

隨著科技日益發(fā)展壯大，越來越多的電子產(chǎn)品出現(xiàn)在市場上，那么生產(chǎn)廠家是如何保證上架的產(chǎn)品是符合規(guī)格的呢？有效且準(zhǔn)確的手段是逐一測試產(chǎn)品，而在使用測量儀器測試產(chǎn)品時，總會產(chǎn)生各種各樣的信號，當(dāng)信號的特征符合情況，那么此產(chǎn)品就是通過的，其中波形的趨勢分析是用于分析和評估電信號特性和性能的重要技術(shù)。本文將為讀者剖析“趨勢”這一技術(shù)。

波形趨勢的意義

如圖1所示的波形，我們可以看到這是一條方波，并具有周期性。這揭示了信號的什么信息呢？這就要說到波形的趨勢。而波形趨勢分析有什么現(xiàn)實意義呢？

首先，波形趨勢分析可以揭示信號中隱藏的規(guī)律和信息，為電路設(shè)計和信息處理提供重要依據(jù)。其次，異常波形波形往往暗示著潛在的故障或問題，通過對波形的趨勢分析，可以識別信號中的異常行為，進(jìn)行故障檢測和預(yù)警。再者，波形趨勢分析可以幫助我們了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)和性能表現(xiàn)，進(jìn)而對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。最后，波形趨勢分析可以提供大量的數(shù)據(jù)和統(tǒng)計參數(shù)用于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、建立模型以及預(yù)測未來的趨勢和行為。

綜上，波形趨勢分析在揭示信號特性、提供依據(jù)、故障檢測、優(yōu)化系統(tǒng)性能以及數(shù)據(jù)分析等方面具有重要的意義，為我們理解信號、優(yōu)化系統(tǒng)和做出決策提供有力的依據(jù)。

圖1 方波

波形趨勢的原理

那么，趨勢分析的原理是什么呢？它就是觀察電信號的波形，找出其中的規(guī)律變化趨勢，從而得出信號的統(tǒng)計參數(shù)，通過統(tǒng)計參數(shù)分析識別信號中的異常和故障，進(jìn)而實現(xiàn)故障檢測和預(yù)警。如圖2所示為方波信號及其趨勢參數(shù)。我們來了解一下趨勢的各參數(shù)含義及其原理：

周期是指一個完整波形所經(jīng)歷的時間，用于計算信號的頻率。

周期數(shù)表示一段波形中完整周期的數(shù)量，可評估信號的周期性和穩(wěn)定性。

頻率表示信號每秒鐘完成的周期數(shù)，是周期的倒數(shù)，可測定信號的快慢和周期性。

占空比反映了周期方波信號中高電平時間和低電平時間的相對時間，用于判斷脈沖信號的穩(wěn)定性和工作狀態(tài)。平均值表示信號在一個周期或者時間間隔內(nèi)的平均數(shù)，用于評估信號的直流成分和整體水平。

直流有效值是信號在一個周期或時間間隔內(nèi)的均方根值，表示信號的幅度大小。

交流有效值是信號去除直流分量后的均方根值，用于衡量信號在交流部分的振幅。

功率是信號傳輸或者消耗的能量速率，通過計算波形的功率可以評估信號的功率消耗和傳輸效率。

能耗是信號在一段時間內(nèi)所消耗的能量總值，通過積分信號波形，可以計算出信號的能耗。

圖2 方波的各個趨勢

波形趨勢的應(yīng)用

既然波形趨勢分析對信號分析有這么重要的意義，那么即想要分析波形信號，但是又不想自己計算趨勢的各個參數(shù)該怎么辦？筆者向讀者推薦我司的ZDL6000示波記錄儀。

ZDL6000示波記錄儀，以下簡稱記錄儀，有64路趨勢通道，意味著，可以同時計算64個趨勢參數(shù)。如圖3所示，記錄儀共支持周期、周期數(shù)、頻率、占空比、平均值、直流有效值、交流有效值、功率、能耗、組合、公式共11種類型的趨勢分析。

以測量光纖長度為例，信號采集卡接入光纖長度傳感器的脈沖信號，并調(diào)用記錄儀的趨勢分析功能，對周期進(jìn)行累加獲得趨勢，并通過線性變換得到對應(yīng)以米為單位的長度。

如圖4所示，選取趨勢類型為周期數(shù)，選擇信號判斷電平為1V，當(dāng)信號跳變越過1V識別為一個脈沖信號，通過改設(shè)置實現(xiàn)對周期數(shù)即脈沖個數(shù)計數(shù)。

如圖5所示，設(shè)置線性變換的參數(shù)并將線性變換單位設(shè)置成m（米），即可實現(xiàn)將脈沖信號轉(zhuǎn)換成光纖長度，以此完成對光纖的測量。篇幅有限，介紹的“周期數(shù)”趨勢外，還有另外10種趨勢參數(shù)的計算功能未能詳細(xì)解釋。

圖 3 趨勢分析類型

圖 4 周期數(shù)類型的趨勢分析

圖 5 趨勢線性變換設(shè)置

總結(jié)

以上就是筆者對趨勢分析的淺談，趨勢分析還有更多的應(yīng)用場景，ZDL6000擁有強大的趨勢分析功能，同時使用ZDL6000的趨勢分析功能時，還能搭配事實事件功能進(jìn)行異常捕捉，讓測量更高效，歡迎有興趣的讀者進(jìn)一步咨詢了解。