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技术文章

现代频谱分析仪的FFT性能

  FFT的性能用取样点数和取样率来表征,例如用100KS/S的取样率对输入信号取样1024点,则较高输入频率是50KHz和分辨率是50Hz.如果取样点数为2048点,则分辨率提高到25Hz.由此可知,较高输人频率取决于取样率,分辨率取决于取样点数.FFT运算时间与取样,点数成对数关系,频谱分析仪需要高频率、高分辨率和高速运算时,要选用高速的FFT硬件,或者相应的数字信号处理器(DSP)芯片.例如,10MHz输入频率的1024点的运算时间80μs,而10KHz的1024点的运算时间变为64ms,1KHz的1024点的运算时间增加至640ms.当运算时间超过200ms时,屏幕的反应变慢,不适于眼睛的观察,补救办法是减少取样点数,使运算时间降低至200ms以下.

  用FFT计算信号频谱的算法

  离散付里叶变换X(k)可看成是z变换在单位圆上的等距离采样值同样,X(k)也可看作是序列付氏变换X(ejω)的采样,采样间隔为ωN=2π/N 由此看出,离散付里叶变换实质上是其频谱的离散频域采样,对频率具有选择性(ωk=2πk/N),在这些点上反映了信号的频谱.

  根据采样定律,一个频带有限的信号,可以对它进行时域采样而不丢失任何信息,FFT变换则说明对于时间有限的信号(有限长序列),也可以对其进行频域采样,而不丢失任何信息.所以只要时间序列足够长,采样足够密,频域采样也就可较好地反映信号的频谱趋势,所以FFT可以用以进行连续信号的频谱分析。

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