选取采样频率的关键是估计信号的最高频率。如果在采样之前采用模拟抗混叠滤波,可根据信号的期望衰减选择最高频率。 此外也可根据时域波形变化最快的部分,估计信号最高频率。若用了传感器,也可根据传感器的响应粗略的估计分析信号的最高频率。 粗略估计信号之后,按照采样定理要求对信号进行采样,并用DFT计算频谱。然后将采样频率提高一倍,在此计算信号频谱,若两次频谱变化在允许范围之内,说明采样频率已选择足够高。 采样长度N的选择频域的最小分辩率决定。DFT的变换对应的模拟频率分辩率为:,所以采样长度N 的选择为: 1、已知模拟信号有三个幅值为1的正弦信号组成,频率分别为采用N=10,20时信号的频谱。 图(1) 分析: (1)最小频率间隔为能区分2.5kHz、3kHz的信号频率,N 20;由图(1)可以看出,当N=10时,只有两个峰值,由于频率分辩率大于0.5kHz,f2 和f3产生了混迭。 (2)图(2)中,N=10而改变了fft变换时的点数Nff=1024,变换时采用了补零的方法,通过计算得到频谱图明显光滑,虽然增加了点数而此时改变的是计算分辨率,并不能提高频率分辨率,对于N=10,Nfft=1024时不能区分 比较N=20和N=100,随着N的增加,主瓣宽度减小频率分辨率提高。由图可以看出主峰位置也较为准确。 (3)图(3)中N=40 虽然采样点增加,但加窗后不能区分信号2和3 的,由峰值1处可以看出加窗后主瓣较宽但旁瓣泄露较小。这主要由hanning 窗的特性决定的,主瓣较宽而旁瓣泄露较小。 (4)图(4)中N=100,增加了采样长度,频率分辨率提高。 |
|