分析模擬信號時確定其大小和取樣頻率

更新 Jul 7, 2022

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我要分析一個模擬信號,我想對這個信號進行頻率測量,如傅立葉變換或快速傅立葉變換(FFT)。如何選擇模擬信號的取樣率或頻率?取樣時間需要多長?

信號的取樣率根據所需測量的值決定,即信號的頻率或形狀。為了準確測量信號的頻率,取樣率至少是信號中最高頻率兩倍,這個概念被稱為奈奎斯特定理。要獲得信號的波形,所需的取樣率至少比信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是奈奎斯特頻率

    f s是取樣頻率
要測量信號的波形,需要將f s除以10而不是2。
要獲得信號的完整圖像,請至少對波形的一個完整週期進行取樣。可以通過頻率分辨率顯示對應的取樣數:

頻率分辨率(df)取決於採集時間:

其中:
T是信號的周期
N是獲得的取樣數
f s是取樣頻率

例如,頻率為50 Hz的信號,對於整個信號周期,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。

Additional Information

當樣本數為2的冪時,FFT算法運行效率最高。