相关性(Correlation)运算通常用于计算分析两个信号的相似性和延时特性,两个信号相同时,则计算自相关性。相关性运算有线性相关运算和循环相关运算两种。当输入信号包含有脉冲时,通常采用线性相关运算;当输入信号包含周期时,通常采用循环相关运算。相关系数用于评估两个信号的相似程度。如果两个信号相似程度高,则计算出的相关系数值就大;如果两个信号无线性相关,则相关系数值就小。
一致性(Coherence)运算通常用于分析两个信号的同频率分量线性相关程度。如果测试的两个信号在给定频率有非常明确的关系,则一致性大小为1;如果完全没有明确的关系,则一致性大小为0。
下面通过计算工作表中两列数据的相关性实例,来介绍两个信号的相似性分析。具体步骤如下:
(1)导入“Origin 9.1\Samples\Signal Processing\Correlation.dat”数据文件,将A(X)列设置为A(Y)列,这两列为仪器两次采样得到的数据,如图10-13所示。
(2)选中“Correlation”工作表窗口的A(Y)和B(Y)2列,选择菜单命令【Analysis】→【Sig- nal Processing】→【Correlation】,打开【Signal Processing:corr1】对话框窗口,如图10-14所示。
(3)单击“OK”按钮,完成相关运算。完成相关运算后,在原工作表增加两列相关性数据,如图10-13所示。
图10-13 “Correlation.dat”数据文件
(4)选中工作表中D(Y)列,选择菜单命令【Plot】→【Line】绘图。用数据读取工具读取图中最高峰的时间位置为49(表明要比较两次采样得到的数据相关性,第二组数据需要平移49个单位),如图10-15所示。
图10-14 【Signal Processing:corr1】对话框
图10-15 用数据读取工具确定第二组数据平移距离(www.daowen.com)
(5)选中“Correlation”工作表窗口的A(Y)和B(Y)两列,选择菜单命令【Plot】→【Multi-Curve】→【Vertical 2 Panel】绘图,如图10-16所示。打开【Plot De-tails】对话框,按图10-17中所示进行设置,关联两个图层中的坐标轴。关联后的图形如图10-18所示。
图10-16 “Correlation”工作表A(Y)和B(Y)两列绘图
图10-17 【Plot Details】对话框关联两个图层坐标轴
(6)为使图中数据可以移动,删除图中绿色锁。在图中第1层为当前层时,选择菜单命令【Analysis】→【Data Manipulation】→【Horizontal Translate】,在图中添加一条垂直线和一个三角形。单击该三角形绘图,在弹出的菜单中去掉“Keep Tool after Translation”选项,选择“Shift Curve”命令,在打开的【Shift Curve】对话框中“Value”栏中输入49,如图10-19a所示。
(7)单击“OK”按钮,将图层1中的曲线移动至49,如图10-19b所示。此时可以看出两组信号数据具有高相似性。
图10-18 关联后的图形
图10-19 将曲线移动至49和比较两组信号数据相似性
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