頻域窗口(第2部分)
在執行FFT時(shí),最大的問(wèn)題之一是假信號。在示波器沒(méi)有以足夠快的速度對信號采樣,但需要準確地捕獲信號的高頻成分時(shí),就會(huì )發(fā)生假信號。然后在執行FFT時(shí),其較高頻率會(huì )表現為較低頻率或假信號。下面是時(shí)域中的假信號波形實(shí)例。
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在不產(chǎn)生假信號的情況下可以輸入采樣器(如示波器)中的最大頻率是采樣頻率的1/2。即使信號的基頻小于示波器采樣率的1/2,仍要注意基頻的諧波,如果是復雜的波形,那么要注意信號的高頻成分。這些高頻成分可能會(huì )大于采樣率的1/2,將產(chǎn)生假信號。在FFT中其表現為折疊到畫(huà)面中的頻率。
在假信號發(fā)生時(shí),可以通過(guò)三種方法識別假信號:
1. 波形中的快速上升沿產(chǎn)生許多高頻諧波。這些諧波的幅度一般會(huì )隨著(zhù)頻率提高而下降。下圖顯示了這些諧波在奈奎斯特點(diǎn)向回折疊到畫(huà)面,可以簡(jiǎn)便地識別這些諧波。

[圖示內容:]
FFT display: FFT顯示畫(huà)面
The harmonics reflect back into the display at Nyquist point: 諧波在奈奎斯特點(diǎn)反射回到顯示畫(huà)面
The aliases are actually higher frequency components displayed as lower frequencies: 假信號實(shí)際上是較高頻率成分顯示為較低頻率
2. 識別假信號的第二種方式是選擇應用FFT的通道,旋轉水平標度旋鈕,提高采樣率。這將提高奈奎斯特頻率點(diǎn),導致假信號展開(kāi),不再有假信號。下圖說(shuō)明了怎樣通過(guò)調節采樣率展開(kāi)上例中的信號。

[圖示內容:]
FFT display: FFT顯示畫(huà)面
3. 最后,在可能時(shí)調節輸入信號的頻率。在輸入頻率提高時(shí),沒(méi)有假信號的諧波會(huì )移向屏幕右側,有假信號的諧波會(huì )移向左側,如下圖所示。
注意,假信號也可能會(huì )移向右側。在輸入信號的基頻提高時(shí),假信號會(huì )移向屏幕左側。在它們到達邊緣時(shí),它們將反射回到顯示畫(huà)面,開(kāi)始再次移向右側。
還有一個(gè)小竅門(mén):可以使用示波器的帶寬限制濾波器,濾掉(或至少衰減)較高頻率,最大限度地減少假信號。
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