一,、調(diào)制(Modulation),、包絡(luò)分析(Envelope)

如果噪聲中出現(xiàn)了明顯的調(diào)幅(AM)現(xiàn)象，除了提及的抖動(dòng)度和粗糙度以外,，BK Connect軟件還提供包絡(luò)分析(Envelope),。包絡(luò)分析能夠?qū)⒄{(diào)制信號(hào)從載波信號(hào)中分離出來(lái)。如下圖所示,，紅色為載波信號(hào),，黑色為調(diào)制信號(hào)，經(jīng)過(guò)包絡(luò)分析后,，即可得到右下角的調(diào)制頻率fm,。包絡(luò)分析除了用于調(diào)制信號(hào)的解調(diào)分析以外，還適用于電機(jī)軸承的故障檢測(cè),，能從軸承振動(dòng)噪聲信號(hào)中識(shí)別出微弱的故障信號(hào),，在出現(xiàn)故障的早期階段即能發(fā)現(xiàn)故障。

如下圖右圖的例子中,，對(duì)載波所在頻段（125±100Hz）進(jìn)行帶通濾波后,，對(duì)包絡(luò)線(xiàn)時(shí)間歷程曲線(xiàn)進(jìn)行FFT分析。Y軸幅值為包絡(luò)線(xiàn)的頻譜幅值,。在頻譜中發(fā)現(xiàn)了明顯的峰值,，說(shuō)明信號(hào)中存在調(diào)幅現(xiàn)象。在噪聲信號(hào)的FFT分析結(jié)果中,，如下圖左圖所示,，我們發(fā)現(xiàn)在126Hz和120Hz有相鄰的峰值，其中幅值更高的126Hz為載波頻率,，幅值較低的120Hz為調(diào)制信號(hào)頻率,。根據(jù)調(diào)制信號(hào)幅值和載波信號(hào)幅值的比值，可計(jì)算出調(diào)制度(Degree of Modulation),，為0.082/0.395≈21%,。

如果在分析之前，無(wú)法確定載波頻率的頻率范圍,，則可以先進(jìn)行不同頻段的包絡(luò)分析,，調(diào)查這些頻段的數(shù)據(jù)中，是否存在調(diào)制,。如下圖例子所示,，X軸橫坐標(biāo)為調(diào)制頻率,，左側(cè)Y軸縱坐標(biāo)為包絡(luò)分析的載波頻帶中心頻率，Z軸顏色坐標(biāo)為調(diào)制信號(hào)幅值,。從圖中可以發(fā)現(xiàn)2500Hz載波頻帶和80Hz調(diào)制頻率處有明顯峰值（圖中黃色圓圈位置）,，同時(shí)在其他載波頻帶，如500Hz處,，也存在多個(gè)調(diào)制頻率的峰值（圖中橙色圓圈位置）,，說(shuō)明這些位置存在明顯的調(diào)制現(xiàn)象。

二,、純音比(Tone-to-noise Ratio),、突出比 (ProminenceRatio)、音調(diào)(Tonality)

由于電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)經(jīng)常發(fā)出一些純音,。這些純音可能讓電機(jī)噪聲聽(tīng)起來(lái)尖銳刺耳、不和諧,，令人煩躁,。在分析純音問(wèn)題時(shí)，需要考慮寬頻信號(hào)的掩蔽效應(yīng),。當(dāng)一個(gè)寬頻信號(hào)中存在一個(gè)純音時(shí),，純音的聲壓級(jí)幅值超過(guò)純音所在臨界頻帶聲壓級(jí)幅值6個(gè)dB以上，人耳才能聽(tīng)到這個(gè)純音,。如果小于6dB,，則人耳聽(tīng)不到這個(gè)純音，它被周?chē)l帶的寬頻聲音所掩蔽,。下圖為純音比和突出比的圖例和定義,。針對(duì)人耳的這種特性，BK Connect軟件提供了多種純音分析參數(shù),，包括純音比(Tone-to-noise Ratio) ,、突出比(Prominence Ratio)和音調(diào)(Tonality)，這些參數(shù)能自動(dòng)判斷噪聲中是否存在明顯的純音,。

三,、FFT、1/3倍頻程(1/3 Octave),、臨界頻帶(Critical Band)

FFT和1/3倍頻程多用于表述聲音能量在頻域上的分布,。它們的縱坐標(biāo)為聲音幅值，比如聲壓級(jí)dB,、A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)dB(A)等,，橫坐標(biāo)為頻率。FFT和1/3倍頻程區(qū)別之一是頻率坐標(biāo)的分辨率。FFT的頻率分辨率在各個(gè)頻率都是一致的（如下圖左圖）,，而1/3倍頻程的頻率分辨率是中心頻率的固定百分比（約23%）,，頻率越低，每個(gè)柱狀圖代表的頻段越窄,，也就是頻率分辨率越小,，反之頻率越高，頻帶越寬,，頻率分辨率越大（如下圖中圖）,。FFT和1/3倍頻程的本質(zhì)區(qū)別是噪聲幅值的計(jì)算方法，F(xiàn)FT利用傅里葉變換原理,，進(jìn)行時(shí)域頻域轉(zhuǎn)換,，得到各頻率的噪聲幅值,。1/3倍頻程采用時(shí)域?yàn)V波器的方法,，對(duì)時(shí)域信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，得到各頻段噪聲幅值,。

FFT和1/3倍頻程主要表述聲音的能量分布,，沒(méi)有考慮心理聲學(xué)中的頻域掩蔽效應(yīng)，因此與人對(duì)聲音的主觀(guān)感受存在一定的差距,。為了減少這種差距,，在進(jìn)行心理聲學(xué)分析時(shí)，通常使用臨界頻帶（單位bark）表述不同頻率的噪聲,，臨界頻帶將人耳可聽(tīng)頻段分為0-24bark（如下圖右圖）,。

四、更多參數(shù)

如果噪聲信號(hào)具有非穩(wěn)態(tài)特性,，甚至是瞬態(tài)特性,，除了上述常見(jiàn)的參數(shù)以外，還經(jīng)常使用其他一些參數(shù),。他們由常規(guī)參數(shù)衍生出來(lái)的,，這些參數(shù)也常用于評(píng)價(jià)電動(dòng)零部件的異響。

1,、百分位數(shù)

在研究噪聲問(wèn)題時(shí),，噪聲中除了與自身形成機(jī)理有關(guān)的特征成分以外，還經(jīng)常包含隨機(jī)成分,，這使得噪聲數(shù)據(jù)經(jīng)常分布在一定數(shù)值范圍內(nèi),。為了方便量化噪聲數(shù)據(jù)的分布特性，引入統(tǒng)計(jì)學(xué)的一些方法,，比如百分位數(shù),，常見(jiàn)的百分位數(shù)有第1、第50（也稱(chēng)為中位數(shù)）,、第99百分位數(shù)等,。

以連續(xù)重復(fù)測(cè)試的三組數(shù)據(jù)為例,，在下圖的響度時(shí)間歷程中，由于被測(cè)物運(yùn)行狀態(tài)等因素的影響,，無(wú)法保證三組數(shù)據(jù)的最大值,、一致的。表格中為三組數(shù)據(jù)的第0至第15百分位數(shù)匯總,，其中第0百分位數(shù)（第三行,，即響度最大值）標(biāo)準(zhǔn)差為0.33Sone，而第3,、4百分位數(shù)（第四,、五行）標(biāo)準(zhǔn)差均明顯小于第0百分位數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差，因此第3,、4百分位數(shù)具有更高的一致性,。

2、（特征響度積分面積）百分位頻率

使用臨界頻帶表述不同頻率的響度時(shí),，我們將結(jié)果稱(chēng)為特征響度,，如下圖結(jié)果，橫坐標(biāo)為臨界頻帶（bark）,，縱坐標(biāo)為響度,。在研究噪聲的頻域分布特性時(shí)，可以利用特征響度曲線(xiàn)計(jì)算出積分面積,。再利用積分面積百分位數(shù)所對(duì)應(yīng)的頻率,，來(lái)表述頻譜分布特性。百分位數(shù)的結(jié)果為特征頻率,，單位Bark,。以下圖為例，左右兩圖為兩個(gè)不同聲音的特征響度數(shù)據(jù),，兩個(gè)聲音的總響度分別為13.00 Sone和12.74 Sone,，比較接近，但是它們的頻譜分布是不同的,，例如,，在9 Bark附近，左圖數(shù)值小于右圖,，而在16.5 Bark附近,，左圖數(shù)值大于右圖。以第50百分位頻率為例,，低于某個(gè)特征頻率的積分面積,，占總積分面積的50%，也可以描述為，某個(gè)臨界頻帶以上和以下特征頻率積分面積相等,，即特征響度“重心",，此臨界頻帶對(duì)應(yīng)的特征頻率即為第50百分位頻率。在上述兩組數(shù)據(jù)中,，左右兩圖的第50百分位頻率分別為12.5 Bark和11 Bark（圖中紅色豎線(xiàn)）,，這意味著左圖的特征響度“重心"比右圖更偏右說(shuō)明特征響度主要集中在較高頻段。除了使用第50百分位頻率以外,，也可以使用其他百分位數(shù)（比如第70百分位數(shù)）表示特征響度的分布特性,。

對(duì)于瞬態(tài)噪聲信號(hào)，在瞬態(tài)噪聲的時(shí)間歷程中,，頻率分布是隨時(shí)間變化的,。以電機(jī)停止運(yùn)行時(shí)的特征響度時(shí)域歷程為例，如下圖左側(cè)圖形所示,，在0.09-0.25秒（藍(lán)框內(nèi)的時(shí)間范圍）出現(xiàn)瞬態(tài)沖擊噪聲,，在不同時(shí)刻下，特征響度是不同的,。利用各個(gè)時(shí)刻的特征響度計(jì)算出百分位頻率,，從而反映出各個(gè)時(shí)刻的頻率分布變化趨勢(shì)。下圖右側(cè)圖形為第70百分位頻率的時(shí)間歷程,，其中的0秒為沖擊噪聲的峰值時(shí)刻，作為起始時(shí)刻,。第70百分位頻率曲線(xiàn)隨時(shí)間逐步降低,，意味著特征響度中的頻率成分，隨著時(shí)間逐漸向更低頻率轉(zhuǎn)移,。

3,、顫聲(Warble)

當(dāng)電機(jī)處于勻速運(yùn)行時(shí)，由于負(fù)載或阻力的影響,，容易引起噪聲的低頻顫動(dòng),，如下圖所示，在響度時(shí)間歷程數(shù)據(jù)中,，從2.4秒至5.1秒（藍(lán)框內(nèi)）,，響度值出現(xiàn)了明顯的低頻顫動(dòng)。如果此類(lèi)顫動(dòng)的頻率在2-8Hz（也有文獻(xiàn)規(guī)定為1-10Hz）時(shí),，通常將之稱(chēng)為顫音(Warble),。下圖的顫音現(xiàn)象中，包含了多個(gè)周期的極大值和極小值,，如圖所示的6個(gè)周期的極值,。