Signalverarbeitung in Origin und OriginPro

Origin enthält eine Vielzahl von Hilfsmitteln für Aufgaben im Bereich der Signalverarbeitung, deren digitale Techniken normalerweise eingesetzt werden, um Informationen aus Signalen zu extrahieren oder sie zu verstärken.

Viele Hilfsmittel enthalten ein Vorschaufenster mit Zoomsteuerung und zusätzliche interaktive Funktionen wie einen vertikalen Cursor zum Festlegen der Grenzfrequenzen. Benutzerdefinierte Analyseeinstellungen für jedes Hilfsmittel können als Design gespeichert werden, um sie wiederholt nutzen zu können.

Die Hilfsmittel zur Signalverarbeitung umfassen:

  • Signaltransformationen
  • Filterung und Glättung
  • Korrelation
  • Faltung/Entfaltung
  • Wavelet-Analyse (nur OriginPro)
  • Minitool Flankenanalyse (nur OriginPro)
  • Datenreduktion (nur OriginPro)
  • Kohärenz (nur OriginPro)
  • Umhüllungskurven (nur OriginPro)

Filterung

Ergebnisse der FFT in Origin

Ergebnisse der FFT in Origin einschließlich ursprüngliches Signal und Ergebnisse in der Frequenzdomäne

FFT-Filter

Origin stellt einen FFT-Filter zur Verfügung, um die Fourier-Komponenten mit Frequenzen, die höher als eine festgelegte Grenzfrequenz sind, zu entfernen.
Die folgenden Filtertypen sind verfügbar:

  • Tiefpass
  • Tiefpass parabolisch
  • Hochpass
  • Bandpass
  • Bandblock
  • Schwellenwert

Der Schwellenwertfilter entfernt die Frequenzkomponenten, deren Amplituden unten einen spezifischen Schwellenwert liegen. Der parabolische Tiefpassfilter verwendet eine parabolische Form zwischen dem Tiefpass und den Stopfrequenzen. Die anderen Filter verwenden rechteckige Fensterformen.

Ergebnis des IIR-Filters

Ergebnis des IIR-Filters

IIR-Filter-Design (nur OriginPro)

OriginPro enthält einen IIR-Filter (Infinite Impulse Response), mit dem Anwender digitale IIR-Filter entwerfen, analysieren und implementieren können. Mit einem Vorschauassistenten kann eine Echtzeit-Visualisierung der festgelegten Parameter und entsprechenden Ergebnisse dargestellt werden.

Die folgenden Filtermethoden sind verfügbar:

  • Butterworth
  • Tschebyscheff Typ I
  • Tschebyscheff Typ II
  • Elliptisch

2D-FFT-Filter (nur OriginPro)

OriginPro verfügt über einen 2D-FFT-Filter, um die gewünschten Frequenzkomponenten aus 2D-Signalen, einschließlich Matrizen und Bildern, auszuwählen.

Die Filter führen zunächst eine zweidimensionale schnelle Fourier-Transformation durch (2D-FFT), wenden dann einen Frequenzdomänenfilter an und führen zuletzt eine 2D-IFFT durch, um sie zurück in die räumliche Domäne zu konvertieren.

Die folgenden Fenstertypen sind verfügbar:

  • Butterworth
  • Ideal
  • Gaussian
  • Blackman

Es gibt vier Möglichkeiten, eine Grenze festzulegen:

  • Bruch
  • Fourier Pixel
  • Wellenlänge
  • Frequenz (Hertz)

Glättung

Glättung in Origin

Glättung

Typische Untersuchungsdaten enthalten unterschiedliche Anteile von Rauschen. Rauschen kann wichtige Merkmale wie Impulse, Täler und Impulsbreiten überdecken. Außerdem kann es das Berechnen von Signalmerkmalen wie Steigungen, Flächen und Impulsbreiten erschweren.

Origin bietet mehrere Methoden, um Daten zu glätten, wobei jede Methode eine eigene Technik verwendet, um die gewünschten Informationen aus Ihren Daten zu extrahieren. Unterstützte Methoden sind:

  • Savitzky-Golay
  • Gleitender Durchschnitt
  • FFT-Filter
  • Rangordnungsfilter
  • Lowless und Loess
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