频域窗口(第2部分)

2015-06-15 09:42:06来源: ednchina
        在上一篇博文中(http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_3005040.HTM),我介绍了示波器FFT变换中使用的窗口因数,包括为什么需要窗口因数以及怎样选择适当的窗口因数。在这篇博文中,我们将继续介绍与示波器FFT功能有关的要点以及经常会产生混淆、有些难以理解的话题。

      在执行FFT时,最大的问题之一是假信号。在示波器没有以足够快的速度对信号采样,但需要准确地捕获信号的高频成分时,就会发生假信号。然后在执行FFT时,其较高频率会表现为较低频率或假信号。下面是时域中的假信号波形实例。 

                   

        在不产生假信号的情况下可以输入采样器(如示波器)中的最大频率是采样频率的1/2。即使信号的基频小于示波器采样率的1/2,仍要注意基频的谐波,如果是复杂的波形,那么要注意信号的高频成分。这些高频成分可能会大于采样率的1/2,将产生假信号。在FFT中其表现为折叠到画面中的频率。

        在假信号发生时,可以通过三种方法识别假信号:

        1. 波形中的快速上升沿产生许多高频谐波。这些谐波的幅度一般会随着频率提高而下降。下图显示了这些谐波在奈奎斯特点向回折叠到画面,可以简便地识别这些谐波。 

[图示内容:]

FFT display: FFT显示画面

The harmonics reflect back into the display at Nyquist point: 谐波在奈奎斯特点反射回到显示画面

The aliases are actually higher frequency components displayed as lower frequencies: 假信号实际上是较高频率成分显示为较低频率

        2. 识别假信号的第二种方式是选择应用FFT的通道,旋转水平标度旋钮,提高采样率。这将提高奈奎斯特频率点,导致假信号展开,不再有假信号。下图说明了怎样通过调节采样率展开上例中的信号。 

                

[图示内容:]

FFT display: FFT显示画面

        3. 最后,在可能时调节输入信号的频率。在输入频率提高时,没有假信号的谐波会移向屏幕右侧,有假信号的谐波会移向左侧,如下图所示。

        注意,假信号也可能会移向右侧。在输入信号的基频提高时,假信号会移向屏幕左侧。在它们到达边缘时,它们将反射回到显示画面,开始再次移向右侧。

        还有一个小窍门:可以使用示波器的带宽限制滤波器,滤掉(或至少衰减)较高频率,最大限度地减少假信号。

关键字:频域窗口  示波器  FFT变换

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0615/article_11976.html
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