FFT型實時頻譜儀

   快速傅里葉變換(F凹)是實施離散傅里葉變換的一種極其迅速而有效的算法。 H26M31003GMR它通過仔細選擇和重新排列中間結果,在速度上較之離散傅里葉變換有明顯優點。實施離散傅里葉變換所需計算次數約為〃(Ⅳ為取樣數),而與之相對應的FFT所需的計算次數為對數運算。最常見的F凹算法要求Ⅳ是2的冪次。頻譜儀中的典型記錄長度為10z。

   由于動態信號分析儀使用快速傅里葉變換(F「F)算法,因此又稱為FFr分析儀。圖7.8.4所示為F「r分析儀的簡化框圖。輸人信號通過程控步進衰減器和模擬低通濾波器后,擴大了信號的測量范圍,并濾除了頻帶外多余的頻率分量。取樣器對輸入的時域信號進行取樣,由A/D轉換器完成信號的量化。采用頻率取樣式數字濾波器能同時減小信號帶寬和降低取樣頻率,既改善了頻率分辨力又避免出現頻譜混疊。微處理器接收濾波后的取樣波形,利用F四計算波形的頻譜,測量結果輸出在顯示器上。

    F”(或D凹)在原理上是盡可能地采用有限長度時間來記錄近似傅里葉變換對整個時間的積分。然而,在隨時間不斷重復波形時,某些波形的形狀和相位會引入瞬變現象。在這種情況下,FFT頻譜便會與傅里葉變換積分形式產生較大差異,這種效應(稱為泄漏)在頻域中十分明顯,它不是細長的譜線,而是遍布在很寬的頻率范圍內。泄漏問題的常用解決辦法是,強迫波形在時間記錄結束處變為0,這一功能是利用窗口函數乘以時間記錄來實現的。針對若干特定的數字信號處理應用,已提出許多不同的窗口函數。頻譜儀中常用的窗口函數有多種,每一種窗口函數的定義、功能各不相同,如幅度精度、頻率分辨力等。它們的特定應用場合也不一樣,有的適用于網絡測量的場合,有的適用于瞬變信號的場合等。