频响分析理论讲解
频响频响分析方法总结
频响频响分析方法总结-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII频响分析，或者叫稳态动力学分析在abaqus中包括以下三种方法：直接稳态动力学分析（direct solution steady state dynamic analysis）模态稳态动力学分析（mode based steady state dynamic analysis）子空间稳态动力学分析（subspace projection steady state dynamic analysis）1）直接稳态动力学优点：在直接稳态动力学分析中，系统的稳态谐波响应是通过对模型的原始方程直接积分计算出来的。
如果分析的对象存在非对称刚度、包含模态阻尼以外的其他阻尼或者必须考虑粘弹性材料特性（频变特性），则不能提取特征模态的情况下，可以应用直接法进行稳态响应的计算和分析。
缺点：进行直接稳态动力学分析不需要提取系统的特征模态，而是在每个频率点对整个模型进行复杂的积分运算。
因此，对于具有大阻尼和频变特性的模型，应用直接法比模态分析方法精确，但是耗时较多。
2）模态稳态动力学分析模态稳态动力学分析方法是基于模态叠加法求解系统的稳态响应。
因此，在求解稳态响应之前必须先提取无阻尼系统的特征模态，也就是在说必须在step steady state dynamics,modal前加一步step frequency。
另外，必须确定需要保留的特征模态，以确保能够精确描述系统的动力学特性，也就是说如果是进行0-1000hz的分析，step frequency的number of eigenvalues requested选定的阶数的模态频率必须大于1000hz，简单的作法是这里选all……，下面的maximum……填入1000。
模态稳态动力学分析的特点：相较于直接法和子空间法分析速度快，耗时最少，计算精度低于直接法和子空间法，不适合于分析具有大阻尼特性的模型，不适合于分析具有粘弹性材料（频变特性）的模型。
频响频响分析方法总结
[频响]频响分析方法总结(总1页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--频响分析，或者叫稳态动力学分析在abaqus中包括以下三种方法：直接稳态动力学分析（direct solution steady state dynamic analysis）模态稳态动力学分析（mode based steady state dynamic analysis）子空间稳态动力学分析（subspace projection steady state dynamic analysis）1）直接稳态动力学优点：在直接稳态动力学分析中，系统的稳态谐波响应是通过对模型的原始方程直接积分计算出来的。
如果分析的对象存在非对称刚度、包含模态阻尼以外的其他阻尼或者必须考虑粘弹性材料特性（频变特性），则不能提取特征模态的情况下，可以应用直接法进行稳态响应的计算和分析。
缺点：进行直接稳态动力学分析不需要提取系统的特征模态，而是在每个频率点对整个模型进行复杂的积分运算。
因此，对于具有大阻尼和频变特性的模型，应用直接法比模态分析方法精确，但是耗时较多。
2）模态稳态动力学分析模态稳态动力学分析方法是基于模态叠加法求解系统的稳态响应。
因此，在求解稳态响应之前必须先提取无阻尼系统的特征模态，也就是在说必须在step steady state dynamics,modal前加一步step frequency。
另外，必须确定需要保留的特征模态，以确保能够精确描述系统的动力学特性，也就是说如果是进行0-1000hz的分析，step frequency的number of eigenvalues requested选定的阶数的模态频率必须大于1000hz，简单的作法是这里选all……，下面的maximum……填入1000。
模态稳态动力学分析的特点：相较于直接法和子空间法分析速度快，耗时最少，计算精度低于直接法和子空间法，不适合于分析具有大阻尼特性的模型，不适合于分析具有粘弹性材料（频变特性）的模型。
频响分析
频响分析是一种用来计算结构在稳态振动激励下的响应。
比如旋转的机器，不平衡的旋转的轮胎，或者直升机的机翼。
例如：旋转的机器，旋转的速度不同，频率不同；同时速度不同，力的幅值也不同，既力的幅值虽频率变化，频响分析的作用就是求出机器在不同的转速的状态下的响应。
在频响分析中，激励是频率的函数，在特定的频率下力已知。
激励力可以是载荷或者强迫振动（位移、速度或者加速度）。
力是时间的正弦函数F=A sin(ѡt+ф)
所有频响分析的激励都是这个形式，其中，A为幅值，是频率的函数；ф为初相位。
频响分析我们需要定义的就是这两个。
频响分析中使用复数描述力和响应。
位移的复数
力、速度、加速度等量的描述同上。
欧拉函数：e iѡt=cosѡt+i sinѡt
Natran中激励力的定义
RLOAD1 P(f)=A[C(f)+iD(f)]e i(θ−2πfτ)
RLOAD2 P(f)=AB(f)e i[ф(f)+θ−2πfτ]
比如，RLOAD1 A=1 C（f）=1 D(f)=0 τ=θ=0 那么就定义了一个幅值为1，不随频率而变
的激励力，F=sinѡt。
航空航天领域的结构动力学分析方法
航空航天领域的结构动力学分析方法在航空航天领域中，结构动力学是一门关键的学科，它研究了飞行器或航天器在飞行过程中受到的各种载荷以及结构的振动响应。
结构动力学分析方法的发展和应用对于设计和优化飞行器结构，提高其可靠性和耐久性具有重要意义。
本文将介绍航空航天领域中常用的结构动力学分析方法。
一、模态分析方法模态分析是结构动力学中最基本和常用的方法之一。
它通过计算结构的固有频率、振型和振幅等参数，来了解结构的振动特性。
在航空航天工程中，模态分析被广泛应用于预测和控制结构的振动问题。
通过模态分析，可以有效地识别结构的主要振型，并设计出相应的控制策略，以减小结构振动引起的破坏。
二、频响分析方法频响分析是指在结构受到谐波激励时，计算结构的频率响应。
在航空航天领域，频响分析被广泛应用于结构在飞行过程中受到的各种载荷的分析。
根据不同频率下的振动响应，可以评估结构的稳定性和性能。
频响分析方法可以帮助工程师确定结构的固有频率、共振频率以及传递函数等参数，从而对结构的设计和优化提供指导。
三、有限元分析方法有限元分析是一种数值分析方法，能够模拟结构的复杂力学行为。
在航空航天工程中，有限元分析广泛应用于各种结构的强度、刚度和振动等方面的分析。
有限元方法将结构划分为多个小区域，通过建立节点和单元之间的关系，建立结构的数学模型。
然后通过求解得到节点的位移、应力等信息，从而分析结构的力学行为。
有限元分析方法可以提供多种载荷情况下结构的响应，为工程师提供了设计和优化结构的依据。
四、瞬态分析方法瞬态分析是指在结构受到突发载荷或者非稳态载荷时，计算结构的响应。
在航空航天领域，由于飞行器或航天器在飞行过程中受到的载荷是时变的，因此瞬态分析方法被广泛应用于结构的疲劳性能和振动响应的分析。
通过瞬态分析，工程师可以了解结构在不同时刻的响应情况，从而对结构的材料和几何参数进行调整，提高结构在复杂载荷下的工作性能。
综上所述，航空航天领域的结构动力学分析方法包括模态分析、频响分析、有限元分析和瞬态分析等多种方法。
频响分析的研究
频响分析的研究频响分析是一种测量信号在系统中传播的特性的方法，即在给定的输入信号下，输出信号的幅度和相位随频率变化的情况。
频响分析广泛应用于许多领域，如电子、通信、音频工程等。
本文将从频响分析的基本原理、应用场景和方法等方面进行讨论。
一、频响分析的基本原理频响分析的本质是对系统的传递函数进行分析，其中传递函数描述了系统对于输入信号的响应。
该函数包括幅频响应、相频响应和群延迟。
在频域下，输入信号的频率和相位会影响输出信号的幅度和相位。
通过测量输出信号的频率和相位响应，可以确定系统的传递函数和其它性能指标。
二、频响分析的应用场景频响分析可以用于许多领域，包括但不限于电子、通信、音频工程等。
在电子领域中，频响分析可以用于测试电子元件的性能，例如滤波器和放大器。
通过测量输入和输出信号之间的频率响应，可以确定元件的特性。
在通信领域中，频响分析可以用于约束系统的频率范围，并测试信号在系统中传播的特性。
这对于组成一个高性能通信系统至关重要。
在音频工程中，频响分析可以用于改进音响系统，以确保声音的清晰度，消除混响和噪声等问题。
三、频响分析的方法一般来说，频响分析的方法可以分为两大类别：时域方法和频域方法。
时域方法包括脉冲响应测试和步进响应测试两种。
脉冲响应测试是将短脉冲信号发送到系统中，然后通过观察输出信号的反应来确定系统的传递函数。
步进响应测试是将一个宽度为T的方波信号发送到系统中，然后通过观察输出信号的反应来确定系统的传递函数。
频域方法包括傅里叶变换（FFT）、反褶积和相关测试。
其中FFT是将时域信号转换为频域信号的一种方法，它可以将一段连续的信号分解为一系列单一的正弦波。
反褶积方法将系统的输出信号和输入信号卷积后再除以输入信号的傅立叶变换，以获得系统的传递函数。
相关测试则是将输入信号与输出信号之间的关系进行比较，来确定系统的传递函数。
四、总结频响分析是一种测量信号在系统中传播的特性的方法。
它可以用于许多领域，例如电子、通信、音频工程等。
频率响应分析在音频信号处理中的应用
频率响应分析在音频信号处理中的应用在现代音频信号处理领域中，频率响应分析是一项非常重要的技术。
快速、精确地获取音频信号在频域上的特征，可以使我们更好地进行音频信号的处理和调整。
因此，本文将从以下三个方面来讨论频率响应分析在音频信号处理中的应用。
一、频率响应分析是什么？在音频信号处理中，频率响应分析是将信号在频域进行分析，进而得到信号的频率响应特征的一种方法。
采用这种方法，可以通过将信号分离成不同的频率成分，来较为直观地了解信号的频率特征。
基于这种特征的了解，我们可以开展各种频率上的信号处理工作，如等化、压缩、降噪、滤波等等。
二、频率响应分析在音频信号处理中的应用1. 音乐制作在音乐制作过程中，频率响应分析通常是一个非常重要的过程。
例如，制作人可以使用频谱分析器来查看特定频率范围内的音乐特征，以便更好地抓住和调整不同频率段的音节效果。
因此，频率响应分析可以用来改进音乐录制质量，并帮助制作人在混合声音时做出更好的决策。
2. 语音识别在语音识别中，频率响应分析同样具有重要意义。
因为声波由不同频率的波形组成，所以通过通过对其进行频率响应分析可以更好地了解声波构成的结构和组成部分，进而更好地区分不同的音节和单词。
基于此，人们可以利用频率响应分析来改善语音识别精度。
3. 降噪和滤波除了通过频率响应分析来更好地了解信号本身的结构之外，我们还可以利用其对信号进行有针对性地修正。
例如，我们可以分析出信号中的噪声频谱，然后设计合适的滤波器，以滤除其中的噪声，进而提高信号的质量。
三、结语总而言之，频率响应分析在音频信号处理中的应用非常普遍，并且是非常重要的一环。
通过频率响应分析可以快速、准确地了解音频信号的各种频率特征，对信号进行更有针对性和精确的调整和处理。
因此，频率响应分析技术的发展对于音频信号处理领域的发展具有重要意义。
变压器绕组变形测试仪频响分析法介绍
变压器绕组变形测试仪频响分析法介绍华天电力专业生产变压器绕组变形测试仪（又称变形绕组测试仪），接下来为大家分享变压器绕组变形测试仪频响分析法介绍。
频响分析法应用于变压器绕组变形测试仪的技术原理，是目前电力行业测量绕组变形的主流技术。
频响分析法也称为频响法，用频率响应分析法检测变压器内部绕组情况，硬件机芯采用DDS专用数字高速扫频技术，可以准确诊断出绕组发生扭曲、鼓包、移位、倾斜、匝间短路变形及相间接触短路等故障特征。
频响法：是指在正弦稳态情况下，网络传递函数H（jω）与角频率ω的关系，通常把H（jω）幅值随ω的变化关系脚趾幅频响应，H（jω）相位随ω变化的关系成为相频响应。
幅频响应：幅是值信号的幅度大小，也叫振幅，频是指频率，幅频指的是信号的振幅于频率的关系。
相频响应：相是指网络输出和输入电压之间的相位角的差值，频是指的频率，相频是指网络输出与输入电压之间的相位频率关系。
频响分析法检测回路
当变压器结构定型后，它的额定频响特征是一定的，利用扫描发生器将一组不同频率的正弦波电压US加到被试变压器绕组的一端，在所选择的变压器其他端子上得到振幅和相位作为频率f的函数绘制曲线，也就是通常说的双通道分析单元测量在不同频率的f下的响应电压U2和激励电压U1的信号幅值之比，并获得幅频响应曲线，L、K、C代表绕组单位长度的分布电感、分布电容、对地电容，当变压器绕组发生结构变形后, L、K、C参数上会有不同程度的变化，曲线发生特征。
频响分析方法总结
频响分析，或者叫稳态动力学分析在abaqus中包括以下三种方法：直接稳态动力学分析（direct solution steady state dynamic analysis）模态稳态动力学分析（mode based steady state dynamic analysis）子空间稳态动力学分析（subspace projection steady state dynamic analysis）1）直接稳态动力学优点：在直接稳态动力学分析中，系统的稳态谐波响应是通过对模型的原始方程直接积分计算出来的。
如果分析的对象存在非对称刚度、包含模态阻尼以外的其他阻尼或者必须考虑粘弹性材料特性（频变特性），则不能提取特征模态的情况下，可以应用直接法进行稳态响应的计算和分析。
缺点：进行直接稳态动力学分析不需要提取系统的特征模态，而是在每个频率点对整个模型进行复杂的积分运算。
因此，对于具有大阻尼和频变特性的模型，应用直接法比模态分析方法精确，但是耗时较多。
2）模态稳态动力学分析模态稳态动力学分析方法是基于模态叠加法求解系统的稳态响应。
因此，在求解稳态响应之前必须先提取无阻尼系统的特征模态，也就是在说必须在step steady state dynamics,modal 前加一步step frequency。
另外，必须确定需要保留的特征模态，以确保能够精确描述系统的动力学特性，也就是说如果是进行0-1000hz的分析，step frequency的number of eigenvalues requested选定的阶数的模态频率必须大于1000hz，简单的作法是这里选all……，下面的maximum……填入1000。
模态稳态动力学分析的特点：相较于直接法和子空间法分析速度快，耗时最少，计算精度低于直接法和子空间法，不适合于分析具有大阻尼特性的模型，不适合于分析具有粘弹性材料（频变特性）的模型。
3）子空间稳态动力学分析子空间稳态动力学分析的基本思想是：首先提取无阻尼、对称系统的特征模态，并选取适当的特征向量组成特征模态子空间，然后将稳态动力学方程组投影到特征模态子空间上，通过直接法求解子空间的稳态动力学方程。
频响分析法
第四章 频率响应分析法
4-1 频率特性
机 械 控 制 理 论
频率响应
系统对正弦输入信号的稳态响应。
频率特性
系统在不同频率的正弦信号输入时，其稳态输 出随频率而变化(ω 由0变到∞)的特性。(当不 断改变输入正弦的频率时，该幅值比和相位差 的变化情况称为系统的频率特性。)
第四章 频率响应分析法
频率特性的求法
机 械 控 制 理 论
G( jw) A(w)e j(w )
K 1 T w
2 2
exp( jarctan Tw)
其稳态响应为： x o (t)
Xi K 1 T w
2 2
sin(wt arctan Tw)
第四章 频率响应分析法
4-2 频率特性的对数坐标图
机 械 控 制 理 论
1、对数坐标图
G ( j )
2 2 n j 2n
2 n
1 (
幅频特性：
2 ) j 2 n n
1
相频特性：
A( )
2 1 ( )2 2 n n
2 2
2
( ) arctg
例 机 械 控 制 理 论
解一
求一阶系统的频率特性及在正弦信号 xi(t)=Xsinwt作用下的频率响应。
X 0 (s) Xw K 2 i 2 Ts 1 s w Xi K X KTw x o (t) sin(wt arctan Tw) i 2 2 exp( t / T) 1 T w 1 T2w 2
②对系统作近似分析时，只需画出对数幅频特性曲线的渐进 线，大大简化了图形的绘制。
③用实验方法，将测得系统（或环节）频率响应得数据画在பைடு நூலகம்
结构振动的频率响应与模态分析
结构振动的频率响应与模态分析频率响应与模态分析是结构振动研究中非常重要的方法，通过这些分析可以深入了解结构的特性、性能和振动行为。
本文将探讨频率响应与模态分析的基本原理、应用以及分析方法。
一、频率响应分析频率响应分析是研究结构在不同激励频率下的振动响应情况。
它通过测量系统对于不同频率激励下的振动响应，得到结构的频率响应函数，进而了解其固有频率、阻尼特性等。
其基本原理是利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，得到频率和振幅之间的关系。
频率响应分析主要包括两个方面：幅频特性和相频特性。
幅频特性描述了结构对于不同频率激励振幅的响应情况，相频特性则反映了结构振动的相位角与激励频率之间的关系。
在实际工程中，频率响应分析可应用于结构的动态特性测试、模态参数辨识、振动响应控制等方面。
通过频率响应分析，可以预测结构的固有频率，找出结构的共振点，分析结构的阻尼、模态分布等重要参数，为结构设计和改进提供关键依据。
二、模态分析模态分析是研究结构的固有振动模态以及相应的振动特性。
通过模态分析可以获得结构的模态参数，包括自振频率、振型和阻尼比等。
在模态分析中，首先要建立结构的数学模型，通常采用有限元法等数值计算方法。
然后通过计算结构的特征值和特征向量，得到结构的固有频率和振型。
固有频率是结构振动的固有特性，而振型描述了结构在不同固有频率下的振动形态。
模态分析广泛应用于结构设计、振动控制、结构健康监测等领域。
通过模态分析，可以确定结构的主要振型和固有频率范围，评估结构的动态性能，优化结构的设计参数。
三、频率响应与模态分析的联系与应用频率响应分析与模态分析虽然从不同角度研究结构的振动特性，但它们之间存在紧密的联系和相互依赖。
首先，通过频率响应分析可以识别结构的固有频率。
在频率响应测试中，当激励频率接近结构的固有频率时，会发生共振现象，振动响应大幅增加。
通过识别这些共振点，可以初步估计结构的固有频率，并为后续的模态分析提供初步数据。
第3章频率响应分析
[
K d1d
ö ]÷ ø
[f dh
]
[
M
hh
]
=
[mi
]
+
[fdh
]T
[M
2 dd
][fdh
]
在任何使用模态方法的动力分析中，如果仅有[mi ] ，[bi ] ，[ki ] 出现，那么这些模态动力
方程就是非耦合的。
3.2 频率响应分析
3.2.1 概述 l 频率响应分析是计算在稳态激励下结构动力响应的方法（例如，偏心旋转部件在一
给定的频率直接求解耦合的运动方程；而模态法利用结构的模态振型来对耦合的 运动方程进行缩减和解耦，同时由单个模态响应的叠加得到某一给定频率下的响 应结果。
3.2.2 直接频率响应法
（1）动力学方程。
[-w2M + iw B + K ]{u(w)} = {P(w)}
（2）在 MATi 卡中 PARAM,G 和 GE 不形成阻尼矩阵，而形成复刚度矩阵。 K = (1 + iG)K1 + i å GE KE
l
直接输入矩阵
[K
2 pp
]
，[
B
2 pp
]
，[
M
2 pp
]
需要通过多点和单点约束以及任何缩减过程的处
理。注：附加点不受任何约束或缩减过程的影响。约束和缩减过程仅能消除节点或
者标量点的自由度而不包括附加点。
l 通过对矩阵[Kdd ] ，[M dd ] ，[Bdd ] 进行检查，识别出在这三个矩阵中同时为零的行和 列。对瞬态和频率响应分析，在[Kdd ] 的每个空行和空列放置单位向量进行扩展；在 复特征值分析时，空行和列从[Kdd ] ，[M dd ] ，[Bdd ] 中简单删除。
第三篇第一章放大电路的动态与频响分析
讲课人：王欢
第六章 放大电路的动态和频响分析
6.1 放大电路的主要性能指标
(1)增益 又称放大倍数，衡量放大电路放大电 信号能力。最常用的是电压增益：
A v
Vo Vi
开路电压增益：负载开路（即RL=∞）时的电
压增益。
A vo
Voo Vi
源电压增益：
A vs
Vo Vs
截止失真：由于进入截止区而产生的失真。 饱和失真：由于进入饱和区而产生的失真。
6.2 半导体三极管和场效应管的低频小信号模型 一、三极管的低频小信号模型
(1)输入回路b-e之间等效为一动态电阻rbe 。
(2) 输出回路，集电极电流的变化Δ iC可以看作Δ iB
和Δ vCE分别单独变化时引起的。
①当vCE＝VCEQ不变时，
①所有耦合电容和旁路电容当作交流短路；
（∵容量设计得很大，容抗很小，∴可忽略不 计。）
②所有直流电源当作交流短路。（∵理想电压
源对交流信号而言，其交流变化量为零，∴可 忽略不计。）
一、放大电路的三种基本组态
共射组态(CE)
共集组态(CC)
共基组态(CB)
FET放大电路的三种基本组态
共源组态(CS)
0.73
Ri Rb1 // Rb2 // rbe (1 )Re 15 // 6.2 //1.2 51 2 4.2k
Ro Rc 3k
为什么需要接旁路电容Ce ？
【例6.1.2】
由三极管构成的电流源电路 如图3.1.17所示。设三极管的 β＝50，rce＝50 kΩ。要求： （1）写出IC与VZ的关系式； （2）计算电流源的输出电阻 Ro； （3）分析当负载电阻RL改变 时，电流源的静态工作条件。
人体频响函数的测量和分析
人体频响函数的测量和分析本文主要介绍了人体频响函数测量和分析的概念以及这一测量所涉及到的理论原理和技术方法。
首先，从频响函数的概念出发，讨论其定义、性质及其与声学响应的关系。
接着，通过介绍不同的测量方法，以及各自的优缺点，对不同的测量技术进行比较和分析，找出最佳的测量方法。
最后，探讨频响函数的分析方法，包括：信号处理、频谱分析、时域分析、指数拟合等。
人体频响函数是人体声学响应的一个重要指标，是反映人体对声音的反应能力和调节能力的参数。
它是由人体发出的声音穿越不同环境时，各自期望值所绘成的曲线，在实际应用中，可用于评估人体的日常生活状况和工作状态。
频响函数的测量方法主要有三种：空气式、耳入式和头部式。
空气式测量是利用空气传播来反映人体声学响应，它将声音发射与接收元件设置在空气中，通过准确测量声压变化，来测量听觉响应曲线。
耳入式测量是在屏蔽环境中，利用耳入式插入装置，将声音发射元件（如喇叭）和接收元件（如耳朵）分开，测量声压变化，以得出频响函数。
头部式测量是将发射元件和接收元件安装在带有混响箱的头戴式耳机中，测量声压变化，从而得出频响函数。
与空气式测量相比，耳入式测量的优点是能得出更精准的数据，而缺点是需要特殊的噪声消除技术；而头部式测量的优点是能在实际环境中测量，缺点是耗时较长，容易受外界干扰。
频响函数的分析主要采用信号处理和时域分析、频谱分析、指数拟合等方法。
信号处理和时域分析的主要内容是声音衰减、时间延迟和反射。
频谱分析可以得出人体声音的频率分布及指数拟合法可以用来模拟不同环境下人体声音的变化特性。
综上所述，本文概述了人体频响函数测量和分析的概念，介绍了不同测量方法及其优缺点，以及频响函数分析方法，以期对人体频响函数测量和分析做出更深入的理解，帮助人们更好地进行声学响应的评估。
第一章放大电路的动态和频响分析
第⼀章放⼤电路的动态和频响分析第⼀章放⼤电路的动态和频响分析第⼀章放⼤电路的动态和频响分析 (1)3.1.1 放⼤电路的主要性能指标 (2)3.1.2 半导体三极管和场效应管的低频⼩信号模型 (5)3.1.3 放⼤电路的动态分析 (7)3.1.4放⼤电路的频响分析 (16)3.1.1 放⼤电路的主要性能指标主要技术指标：(1)增益⼜称放⼤倍数，衡量放⼤电路放⼤电信号的能⼒。
最常⽤的是电压增益：。
源电压增益：放⼤器的输出电压对信号源源电压的增益，。
分贝：增益常⽤分贝(dB)作为单位，1分贝＝1/10贝尔，源于功率增益的对数：。
当⽤于电压增益时：。
“0dB” 相当于＝1；“20dB”相当于＝10；“40dB”相当于＝100；“-20dB”相当于＝0.1；“-40dB”相当于＝0.01；(2)输⼊电阻Ri：从放⼤电路输⼊端看进去的等效电阻，定义为输⼊电压与输⼊电流之⽐，。
输⼊电阻反映了放⼤电路从信号源所汲取电压的能⼒。
Ri越⼤，则信号电压损失越⼩，输⼊电压越接近信号源电压，。
(3)输出电阻Ro：放⼤电路负载开路时从输出端看进去的等效电阻。
输出电阻Ro输⼊电阻反映了放⼤电路从信号源所汲取电压的能⼒。
Ro越⼩，则放⼤电路带负载能⼒越强，电路输出越接近恒压源输出。
输出电阻Ro的确定：①分析电路时采⽤在输出端反加等效信号源的⽅法，。
②在实验室采⽤测量的⽅法，，。
(4)通频带—放⼤电路能放⼤的信号频率范围由于电路中存在着电抗元件以及晶体管的结电容和极间电容的影响，当放⼤电路的信号频率很低(逐渐降低)或很⾼(升⾼)时，放⼤电路的电压放⼤倍数在输⼊信号频率逐渐降低或⾼频段逐渐升⾼时都要降低，只有在⼀定频率范围(中频段范围)内放⼤倍数基本上为⼀常数。
说明⼀个放⼤器对不同频率的信号，其放⼤能⼒(即增益)是不⼀样的。
如耦合电容的存在，在低频段时，放⼤器的增益会随输⼊信号频率的下降⽽越来越⼩。
通频带越宽，表明放⼤电路对不同频率信号的适应能⼒越强。
人体频响函数的测量和分析
人体频响函数的测量和分析人体频响函数是可以用来确定人体机能素质的重要指标。
它是一个定量的、可测量的、可衡量的、可视化的物理学参数，它可以揭示出人体的整体状态和健康水平等信息，为临床诊断提供了较客观的指标。
研究人体频响函数的测量和分析，是近年来医学研究领域内发展迅猛的一个分支。
1、人体频响函数的定义人体频响函数是指人体应答不同频率声波刺激时，耳蜗中产生的声来回时间和能量的回复，分别反映在给定频率、角度下的定量参数，反映的是耳蜗的频率特性。
2、人体频响函数的测量原理人体频响函数的测量，是通过声学测量系统对人体进行声源-测量系统-人体闭环的传声试验。
系统先将少量的声波激发到试验者的耳蜗中，激发后，人体耳蜗将会产生回声，然后捕获回声，把捕获的回声信号转换为电信号，传递给控制处理器，最后由计算机处理，转化出空间频响函数应答参数。
3、人体频响函数特征参数人体频响函数测量结果反映出的特征参数有：频率响应曲线、均方根响应曲线、吞吐率响应曲线、振幅响应曲线、频率调制系数、响应时间、振幅衰减等。
4、人体频响函数特征参数的应用人体频响函数特征参数可以用来评估人体的耳功能水平，可用于诊断耳聋、听力损害等疾病，并对治疗和康复提供客观依据。
此外，人体频响函数特征参数还可以用于预测耳朵对某一频率信号的反应能力，从而帮助传声系统设计和视听电子产品等的设计和验证。
5、人体频响函数测量的注意事项人体频响函数测量要求室内的声音环境比较安静，否则室内声干扰会对测量结果造成较大影响。
另外，测量过程中，应注意控制试验者的情绪状态，保持情绪平稳，避免体力疲劳造成测量结果的误差。
综上所述，人体频响函数是可以用来确定人体机能素质的重要指标，它可以反映出人体的整体状态和健康水平等信息，用于诊断耳聋、听力及其他疾病，对设计传声系统和视听电子产品等也有重要的实际意义，是当今医学研究的重要热点之一。
但在测量过程中还需注意环境安静以及试验者情绪状态的控制，以保证测量精度。
分析声音的共振和频率
频率与共振的相互作用
共振：物体在 特定频率下产 生最大振幅的
现象
频率：物体振 动的快慢，与 共振密切相关
共振频率：物 体产生共振时 的频率，是物 体固有的属性
频率与共振的 关系：频率越 高，共振越强， 频率越低，共
振越弱
共振频率的影响因素
物体的质量：质量越大，共振频率越低 物体的刚度：刚度越大，共振频率越高 物体的阻尼：阻尼越大，共振频率越低
声音传播的损耗
声音在空气中的传播损耗：随着距离的增加，声音的能量逐渐减弱 声音在固体中的传播损耗：固体对声音的吸收和反射作用，导致声音的能量减弱 声音在液体中的传播损耗：液体对声音的吸收和反射作用，导致声音的能量减弱 声音在真空中的传播损耗：真空中没有介质，声音无法传播，能量完全损耗
06
声波在固体中的传 播速度：5000米/ 秒
声波在不同介质中 的传播速度不同， 与介质的密度、弹 性和温度有关。
声音接收器
声音接收器的作 用：接收声音信 号并将其转换为 电信号
声音接收器的类 型：麦克风、耳 机、扬声器等
声音接收器的工 作原理：通过振 动膜片接收声音 ，并将其转化为 电信号
声音接收器的应 用：录音、放音 、通信等
物体的形状：形状不同，共振频率也不同 物体的材料：材料不同，共振频率也不同 物体的环境：环境不同，共振频率也不同
共振频率的应用
声学领域：声音的共振可以增强声音的传播和接收效果 建筑领域：建筑物的共振可以减少噪音和振动 医疗领域：超声波的共振可以用于医疗诊断和治疗 音乐领域：乐器的共振可以产生优美的音色和音效
强度限制：声 音的共振强度 受到限制，不
能无限增强
空间限制：声 音的共振需要 在一定的空间
范围内进行
频响概念
对人声效果的处理，大多数人都是使用反复试探性调节的方法，以寻找音感效果最好的处理效果。
此种调音方式的不足十分明显：（1）寻找一个理想的调音效果，需经多次猜测，所以需要教长的时间。
（2）较好的调音效果常常是偶然遇到的，这对于调音规律的归纳总结没什么帮助，并且以后也不易再现。
（3）不同设备的各项固定参数和可调参数都不尽相同，因而使用某一设备的经验，通常都无法用于另一设备。
发展到目前的效果处理设备，用于改变音源音色的技术手段并不太多，其中比较常用的只有频率均衡、延时反馈、限幅失真等3种基本方法，然而这些效果处理设备的不同参数组合所产生的音色则大相径庭。
效果处理器的参数设置可以有很多项，尤其是延时反馈，这种模拟混响效果参数的设置理论上可达几十项之多。
当然这些专业性极强的参数，大多数人都难以理解，也不知道如何理解。
因此，大部分效果处理设备都只设置一、二个可调参数，并且其可调范围也比较狭窄。
这种调整简单的效果处理设备容许人们在上面进行尝试性调整，而不会出现太大的问题。
但对于效果处理要求更为精细的调音场合，例如在多轨录音系统当中，则必须使用更为专业的效果处理设备，用以做出更为精细的效果处理。
频率均衡很明显，频率均衡的分段越多，效果处理的精细程度也就越高。
除了图示均衡，一般调音的均衡单元通常只有三四个频段，这显然满足不了精确处理音源的要求。
为了能足够灵活的对人声进行任意的均衡处理，我们建议使用增益、频点和宽度都可调整的四段频率均衡。
多数频率均衡的可调参数只有增益一项，然而这并不意味着其他两项参数不存在，而且这两项参数为不可调的固定参数。
当然这两项参数设置为可调也并非难事，但这些会增加设备的成本，并使其调整变得复杂化。
所以增益、频点和宽度都可调整的参量均衡电路，通常只有在高档设备上才能见到。
实际上，增益、频点和宽度都是可调整的频率均衡，几乎不可能使用胡猜乱试的方法找出一个理想的音色。
在这里我们必须研究音频信号的物理特性、技术参数以及他在人耳听感上的对应关系。
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10
频响函数的时域含义
m
x1 H11
x2 x3
=
H
21
H 31
Inverse FRF: F(orce)/R
Dynamic Stiffness动刚度 Mechanical Impedance机械阻抗
Apparent Mass
(Source: “Modal Testing: Theory, Practice and Application,” by D. J. Ewins)
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3
时域到频域的转换
⚫ 载荷用谐波表示
Mx(t) + Cx(t) + Kx(t) = f (t)
取某一特定激励频率
20
模态阻尼OptiStruct数值计算案例
99.875298 14.83414 102.96423 21.093685 106.05316 15.001724
输入阻尼 g=0.06
536.28412 552.87024 569.45636
4.6593304 6.6819339 4.8037124
模态法 Modal approach
18
频率激励/输出设置
⚫ FREQ定义离散频率点
‒ 以下例子定义20,100,200,500,1000Hz共5个输出频率
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
FREQ SID
F1
F2
F3
F4
F5
-etc.-
FREQ 1
20.
100.
200.
500.
1000.
⚫ FREQ1线性平均离散频率点
time
11
频响函数的时域含义
|H31 |
f =1
m
f =1
time 1
自动正弦扫描激励(Auto-Swept Sine Excitation)
Tr
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12
frequency
frequency 2
Time
频响函数的试验获取方式
⚫ 对于中小型结构可以用振动台或者激振器作为激励源
⚫ 大型结构使用力锤
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传递函数/频响函数的重要意义
⚫ 线性系统单位激励下的频率响应
⚫ 代表线性系统的力/能量传递路径
f1
xp
⚫ 通过频响函数可以得到频率和阻尼
fi
system
xr
⚫ 复杂激励可以通过单位频响函数来叠加得到
fj
xq
fm
Test Model
Frequency Response Function
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17
直接法 Vs模态法频响分析
⚫ 模态法计算速度快 more faster ⚫ 模态法比直接法更精确地捕捉响应峰值 more accurate
直接法 Direct approach
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2
频响分析 Frequency Response Analysis
⚫ 想象给结构一系列的不同频率的正弦波激励，每个激励都可以进行瞬 态分析。当系统达到稳定状态时，取其振动幅值。
⚫ 因此，频响分析也称为谐波分析，或者实验称为正弦扫频分析。
=
f
--------------
t
谐波激励 Sinusoidal excitations:
a1, f1, 1 a2, f2, 2 a3, f3, 3
= a4, f4, 4
.
ai, fi, i
.
a40, f40, 40
16
幅值
相位
This curve is actually a histogram
确定性的 (频域)
时延与相位 Delay vs Phase
t1
+ t1
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Out
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freq
TF/FRF
frequency
Out = In FRF
freq
时延与相位 Delay vs Phase
随机的 (时域)
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Displacement
Velocity Acceleration
Standard FRF: R/F(orce)
Receptance响应率
Admittance导纳 Dynamic Compliance动柔度
Dynamic Flexibility动柔度
Mobility
Accelerance Inertance
‒ 以下例子定义从20Hz开始，每隔20Hz输出一个结果，共输出100个频点 ，即频率范围20Hz~2000Hz
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
FREQ1 SID
F1
DF
NDF
FREQ1 1
20.0
20.0
99
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‒ 所有的外力在每一个指定的频率上都是已知的。 ‒ 激励可以是外力也可以是强迫运动（位移、速度、加速度）。
⚫ 频响分析的典型应用：
‒ NVH ‒ 转子系统的载荷 ‒ 直升机叶片等
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x(t) = u()eit
f
(t)
=
F
()eit
(−2M + iC + K )u() = F ()
⚫ 可以采用2种算法：
‒ 直接法 ‒ 模态法
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g f1
= f f1
= 106.05 − 99.88 = 5.99% 102.96
f 569.46 − 536.28
g f2 = f2 =
552.87
= 6.001%
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( ) j () =
f j () −2m j + ic j + k j
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什么是传递函数
⚫ 一般把单位载荷下的频响称为传递函数(Transfer Function)
xn H n1
H12 H 22 H 32
Hn2
H13 H 23 H 33
Hn3
H1n f1
H2n H 3n
f2 f3
H nn fn
x3
time
f =1
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输出频点的自动加密FREQ4
⚫ FREQ4可以自动在共振频点进行加密计算，提高计算精度。
A
在每个自然频率附近加密输出频点；
A
默认为共振频率+/- 10% (经常使用是
2
+/- )
f=gfn=2fn
fn
frequency
OptiStruct使用freq4卡片
5
5 5
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