選取采樣頻率的關(guān)鍵是估計(jì)信號(hào)的最高頻率,。如果在采樣之前采用模擬抗混疊濾波,可根據(jù)信號(hào)的期望衰減選擇最高頻率,。 此外也可根據(jù)時(shí)域波形變化最快的部分,,估計(jì)信號(hào)最高頻率。若用了傳感器,,也可根據(jù)傳感器的響應(yīng)粗略的估計(jì)分析信號(hào)的最高頻率,。 粗略估計(jì)信號(hào)之后,,按照采樣定理要求對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣,并用DFT計(jì)算頻譜,。然后將采樣頻率提高一倍,,在此計(jì)算信號(hào)頻譜,若兩次頻譜變化在允許范圍之內(nèi),,說(shuō)明采樣頻率已選擇足夠高,。 采樣長(zhǎng)度N的選擇頻域的最小分辯率決定。DFT的變換對(duì)應(yīng)的模擬頻率分辯率為:,,所以采樣長(zhǎng)度N 的選擇為: 1、已知模擬信號(hào)有三個(gè)幅值為1的正弦信號(hào)組成,,頻率分別為采用N=10,,20時(shí)信號(hào)的頻譜。 圖(1) 分析: (1)最小頻率間隔為能區(qū)分2.5kHz,、3kHz的信號(hào)頻率,,N 20;由圖(1)可以看出,,當(dāng)N=10時(shí),,只有兩個(gè)峰值,由于頻率分辯率大于0.5kHz,f2 和f3產(chǎn)生了混迭,。 (2)圖(2)中,,N=10而改變了fft變換時(shí)的點(diǎn)數(shù)Nff=1024,變換時(shí)采用了補(bǔ)零的方法,通過(guò)計(jì)算得到頻譜圖明顯光滑,,雖然增加了點(diǎn)數(shù)而此時(shí)改變的是計(jì)算分辨率,,并不能提高頻率分辨率,對(duì)于N=10,,Nfft=1024時(shí)不能區(qū)分 比較N=20和N=100,,隨著N的增加,主瓣寬度減小頻率分辨率提高,。由圖可以看出主峰位置也較為準(zhǔn)確,。 (3)圖(3)中N=40 雖然采樣點(diǎn)增加,但加窗后不能區(qū)分信號(hào)2和3 的,,由峰值1處可以看出加窗后主瓣較寬但旁瓣泄露較小,。這主要由hanning 窗的特性決定的,,主瓣較寬而旁瓣泄露較小。 (4)圖(4)中N=100,,增加了采樣長(zhǎng)度,,頻率分辨率提高。 |
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