空壓機(jī)快速傅里葉變換的性質(zhì)
空壓機(jī)快速傅里葉變換(FFT) 是一種將數(shù)據(jù)從空壓機(jī)時(shí)域變到頻域的算法,因?yàn)檫@正是我們 空壓機(jī)頻譜分析儀要傲的工作,故以FFT為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀,看來(lái)做起來(lái)似乎很容易。
但是,下面將會(huì)看到,有許多因素使這一似乎直裁了當(dāng)?shù)娜蝿?wù)復(fù)雜化了。
就必須首先,因?yàn)樵诳諌簷C(jī)時(shí)域一頻域的變換中要涉及大量計(jì)算,故微使結(jié)果足夠精確, 采用數(shù)字計(jì)算機(jī)來(lái)完成變換。
幸而,由于微處班器的問(wèn)世,可以用低成本很容易地將所 需之全部計(jì)算功能納入一個(gè)小的儀器內(nèi)。
但是,法注態(tài)到現(xiàn)在我們不能以連織的方式變 換到頻域,而必須對(duì)空壓機(jī)時(shí)域輸入信息實(shí)行取樣和數(shù)字化。這就是說(shuō),我的算法是把空壓機(jī)時(shí)域 的數(shù)字化取樣信息轉(zhuǎn)變?yōu)轭l域中的取樣信息。
因?yàn)檫M(jìn)行了取樣,在任何一個(gè)域中都不再忍瓦信息的確切表示。但是當(dāng)將取柞信息 緊密地靠在一起時(shí),取樣表示可以趨近于我們望的理想值。
在本文的后面,我們將考慮為保證得到精確的結(jié)果要求有多大的取樣間隔。
定義時(shí)間記錄為輸入信號(hào)的振幅N個(gè)接連的等聞距取樣。為了使變換算法更簡(jiǎn)單、更快,限制N 是2的信數(shù)。
空壓機(jī)頻譜分析儀要傲的工作,故以FFT為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀看來(lái)做起來(lái)似乎很容易。 但是,下面將會(huì)看到,有許多因素使這一似乎直裁了當(dāng)?shù)娜蝿?wù)復(fù)雜化了。
就必須首先,因?yàn)樵诳諌簷C(jī)時(shí)域一頻域的變換中要涉及大量計(jì)算,故微使結(jié)果足夠精確, 采用數(shù)字計(jì)算機(jī)來(lái)完成變換。幸而,由于微處班器的問(wèn)世,可以用低成本很容易地將所 需之全部計(jì)算功能納入一個(gè)小的儀器內(nèi)。
但是,法注態(tài)到現(xiàn)在我們不能以連織的方式變 換到頻域,而必須對(duì)空壓機(jī)時(shí)域輸入信息實(shí)行取樣和數(shù)字化。這就是說(shuō),我]的算法是把空壓機(jī)時(shí)域 的數(shù)字化取樣信息轉(zhuǎn)變?yōu)轭l域中的取樣信息。
因?yàn)檫M(jìn)行了取樣,在任何一個(gè)域中都不再忍瓦信息的確切表示。但是當(dāng)將取柞信息 緊密地靠在一起時(shí),取樣表示可以趨近于我們望的理想值。
在本文的后面,我們將考慮為保證得到精確的結(jié)果要求有多大的取樣間隔。
定義時(shí)間記錄為輸入信號(hào)的N個(gè)接連的等聞距取樣。為了使變換算法更簡(jiǎn)單、更快,限制N 是2的信數(shù)。
該時(shí)間記錄中的所有取樣被移錄位,一個(gè)新的取樣加到這個(gè)記錄的末端。
因此,當(dāng)該時(shí)間記錄一被填滿,我們就在每一時(shí)坡取樣上得到一個(gè)新的時(shí)間記 錄,因而就能在每一空壓機(jī)時(shí)域取樣上得到新的、正確的頻域結(jié)果。
這種情況和上一章所述的并聯(lián)濾波器般幅分析儀的情況非常相似。當(dāng)信號(hào)開始加到 一個(gè)并聯(lián)濾波器分析儀上時(shí),我們必須等時(shí)間待各濾波器作出響應(yīng),然后才能看到頻域 上的極為快速的變化。
在動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀的情況下,只有當(dāng)一個(gè)完全的時(shí)間記錄被 收集到時(shí),我們也才能得到正確的結(jié)果,時(shí)間然后看到頻譜的快速變化。
這里應(yīng)當(dāng)注意到,通常新頻譜的每一取樣都具有極大的信息量且非常快,這將 要求每秒成千上萬(wàn)次變換。
動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀究競(jìng)應(yīng)當(dāng)變換得多快的問(wèn)題最好留到本 在時(shí)間記錄被填滿后,每取一次樣得到一個(gè)新的時(shí)間記錄。