Понимание разложения сигналов БПФ - PullRequest
2 голосов
/ 26 апреля 2020

Я много читал о БПФ как на Stackoverflow, так и на других сайтах, но есть несколько вопросов, которые я до сих пор не понимаю, основываясь на этом топи c.

  1. После отображения графика частотной области Рассматривает ли БПФ все возможные синусоидальные волны, которые в первую очередь строят входной сигнал, или он просто учитывает некоторое «разумное» количество синусоид, которые имеют наибольшую амплитуду?
  2. При рассмотрении некоторых примеров частотной области, некоторыми В логическом понимании должно быть бесконечное количество синусоидальных волн, которые вначале создали некоторый сигнал, так почему же не существует бесконечного количества возможных пиковых частот?
  3. Если частотная область будет представлена ​​в 1D, будет ли каждая строка представлять какая-то конкретная синусоида, которая построила входной сигнал на первом месте?

1 Ответ

2 голосов
/ 26 апреля 2020

1) БПФ или ДПФ «разбивает» строго реальную форму волны на конечное число синусоид, базисных векторов для тех N / 2 частот, которые являются точно целыми периодами i c в пределах длины БПФ N. Любые другие частоты представляют собой смесь всех других базовых частот. (Смесь будет иметь вид суммы 2 функций periodi c Sin c или Dirichlet).

Если вам нужно большее разрешение по частоте, вам нужно сэмплировать входной сигнал в течение более длительного промежутка времени. , а затем используйте более длинное БПФ.

2) Независимо от того, какая сумма бесконечного числа частот была в исходном сигнале, они будут совмещены и разбиты на смесь только N / 2 базовых частот Процесс выборки, длина окна БПФ и само БПФ.

Поскольку вектор результатов БПФ может содержать N / 2 результирующих бинов, а любой пик (который выглядит как пик на графике) требует «провала» с любой стороны (обычно задается как 3 дБ ниже), на графике результата БПФ могут быть видны только максимальные пики N / 4. Любые другие «пики» будут скрыты или смешаны с ними.

Программа построения графиков или построения спектра по амплитуде БПФ может наносить намного больше точек, но эти точки графика с более высоким разрешением являются просто интерполяцией результата N / 2 FFT points.

3) Каждый результирующий бункер FFT (это то, что вы подразумеваете под линией?) представляет либо точную частоту синусоиды (частоту одного из N / 2 базисных векторов), либо часть разложение некоторой другой непериодической c -апертурной частоты сигнала в базисные векторы. См. Разложение Фурье .

...