傅里叶变换DFT\FFT

文章目录

  • 直流分量(频率为0)
  • 傅立叶原理
  • 离散频率
  • 栅栏效应
    • 原理
    • 方案:提高采样间隔(频率分辨力)

直流分量(频率为0)

指信号中的直流成分,信号的直流分量就是信号的平均值,它是一个与时间无关的常数。

直流就是只有大小,没有方向。

ADC必然有偏置电压、电压值实际上不可能为负。所以就算隔离度、直流偏移什么的都搞定,FFT之后肯定也有偏置电压带来的直流分量。

对于一个信号,对它做傅里叶变换,可以得到它在各个频率处的分量,对应零频f=0处的分量(包括信号的幅度和相位)就是它的直流分量。

傅立叶原理

任何连续测量的时序或信号,都可以表示为不同频率的正弦波信号的无限叠加。

因为我们的最终目的是运用计算机来处理信号的,而计算机只能处理离散的、有限长度的数值信号。所以需要使用离散傅立叶变换将连续信号转换为离散信号

离散频率

离散频率的分辨率 = 采样频率fs / FFT点数
= 5120 Hz / 512 = 10 Hz
含义:每个离散频率点代表10 Hz的频率间隔。例如,第一个点(不包括直流分量)将代表10 Hz,第二个点将代表20 Hz,依此类推。

栅栏效应

原理

信号采样时只能得到采样点的信息,而忽略了采样间隔中数据信息的现象(如根据离散频率计算1个点代表10Hz,那么中间必然存在信号丢失)。

时域采样:满足采样定理时,栅栏效应不会有什么影响。
频域采样:影响很大,“挡住”或丢失的频率成分有可能是重要的或具有特征的成分,使信号处理失去意义。

方案:提高采样间隔(频率分辨力)

间隔小,频率分辨力高,被“挡住”或丢失的频率成分就会越少。但会增加采样点数,使计算工作量增加。

傅里叶变换

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