超聲波脈沖在實(shí)際介質(zhì)中傳播時(shí)將產(chǎn)生衰減,這種衰減通常與頻率有關(guān)。設(shè)有時(shí)域脈沖信號f1(t),其傅里葉變換為F1(ω)。穿過介質(zhì)后,相應(yīng)的時(shí)域信號為f2(t)。設(shè)兩信號的持續(xù)時(shí)間相同,時(shí)間延遲為△t=2t0,與f1(t)相比,f2(t)幅度降低,如圖3-18所示。
f1(t)和f2(t)疊加后合成信號的頻譜為
由文獻(xiàn)知,若對每個譜峰的調(diào)幅百分比進(jìn)行測量,使其結(jié)果與式(3-39)中平方根因子部分(即為調(diào)幅)的極小值與極大值的比值相等,那么,就可確定出頻譜中每個譜峰對應(yīng)頻率處的衰減。
現(xiàn)假設(shè)f2(t)的幅度減少到第一個脈沖信號f1(t)幅度的20%,疊加信號的頻譜如圖3-18所示,與圖3-17比較,可以發(fā)現(xiàn)僅僅在極小值的幅值(也就是,調(diào)幅百分比)上發(fā)生了變化。測量得到的結(jié)果與式(3-39)符合得相當(dāng)好。
不同相位的時(shí)域信號
設(shè)有與前面所定義的持續(xù)時(shí)間、時(shí)間延遲相同的入射信號f1(t)與f2(t),兩者相位偏移為常量Φ,如圖3-19所示。
利用式(3-36),疊加信號的頻譜為
該疊加信號的頻譜除了頻率變化Φ/2外,其他都與式(3-37)相同。此時(shí),頻譜的譜峰間距為 ,且譜峰不再出現(xiàn)在
的倍數(shù)處,而有
因此,首先測量 (用它可以算出
),就可以很容易確定出兩信號的相位偏移,即式(3-41)中的 Φ。
為了驗(yàn)證相位偏移對于疊加信號頻譜的影響,改變第二個矩形脈沖的極性,兩信號之間就存在180°的時(shí)域相位偏移,疊加信號的頻譜如圖3-19所示,將之與圖3-17仔細(xì)比較后發(fā)現(xiàn),圖3-19的極大值大約位于圖3-17中極大值間的中間處,表明該頻譜的相位偏移為90°。正如式(3-40)預(yù)測的那樣,該頻譜的相位偏移為時(shí)域中兩信號間相位偏移的一半。
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