決定取樣頻率與大小以分析接收的類比訊號

更新 Jan 14, 2020

產品資訊

軟件

  • LabVIEW Base
  • LabVIEW Professional
  • LabVIEW Full

司機

  • NI-DAQmx

問題敘述

我有一個類比訊號想分析,我想對這個訊號進行頻率測量,如傅立葉轉換或快速傅立葉轉換(FFT)。如何選擇類比訊號的取樣率或頻率?我需要取樣多久?

解決方案

訊號的取樣率將根據所需的測量值而變化,即訊號的頻率或形狀。為了準確測量訊號的頻率,我們需要一個至少是訊號中最高頻率兩倍的取樣率。這個概念被稱為奈奎斯特定理(Nyquist's theorem)。要獲得訊號的形狀,您需要的取樣率至少比訊號中的最高頻率高十倍。
  • 頻率測量的公式如下:
  • 其中:
    f max是最大可分辨頻率
    f Nyquist是Nyquist頻率
    f s是取樣頻率
要測量訊號的形狀, f s需要除以10而不是2。
請參閱Using a Digitizer for Time-Domain Measurements此篇文章取得與此主題相關的資訊。
當您決定了取樣率後要獲得訊號的完整形狀,請至少對波形的一個完整週期進行取樣。可以透過頻率分辨率顯示對應的樣本數:

頻率分辨率(df)取決於採樣時間:
其中:
T是訊號的週期
N是取得的樣本數
f s是取樣頻率

例如,頻率為50 Hz的訊號,對於整個訊號週期,需要至少0.02(1/50)秒的數據。對於頻率測量,在100Hz的取樣率下,N將為5000。

相關資訊

當樣本數為2的冪次方時,FFT演算法運行效率最高。