描述離散信號和模擬信號在時域上的關系;
采樣頻率應該是模擬信號最高頻率的兩倍以上,否則會在頻域產生混疊。
也就是說,它要求:
頻域采樣定理;
在單位圓上等間隔采樣的點IDFT是具有原序列周期的周期延續序列的主值序列。
如果序列的長度為,則僅當頻域中的采樣點數為時,以下等式才成立:
即通過頻域采樣可以恢復原始序列,否則會出現時域混疊現象。
用DFT進行連續信號的頻譜分析:
其中是模擬信號的截斷長度;是采樣點的數量;是采樣頻率;是頻譜的采樣間隔,稱為頻率分辨率。
通過對連續信號采樣並乘以DFT(采樣間隔),近似得到模擬信號頻譜的周期連續函數在第壹個周期上的點等距采樣。顯然,采樣間隔越小,離散譜越接近實際的連續譜。,所以:增加觀測時間可以提高頻率分辨率。
因為看不到所有的光譜特征,所以只看到10個離散采樣點的譜線,這就是柵欄效應。
當持續時間為無窮大時,需要對其進行截斷,因此會出現所謂的截斷效應,從而導致頻譜分析出現誤差。
柵欄效應:點DFT在頻率區間等間隔采樣時域離散信號的頻譜,采樣點之間的頻譜是不可見的,就像在壹個柵欄縫隙裏看信號的頻譜,可能會漏掉大的頻譜成分。這種影響可以通過增加模擬信號的截斷長度和提高頻率分辨率來減小。您可以在原始序列後添加0並執行DFT。
截斷效應:實際上序列是無限長的,所以如果要用DFT來分析它的頻譜,截斷信號後,會有以下兩種效應:
(1)泄漏:離散譜線會變寬,光譜模糊,分辨率降低。(主瓣)
(2)譜間幹擾:主譜線兩側會有很多旁瓣,造成不同頻率成分的幹擾。(旁瓣)
增加窗函數的長度可以減小泄漏,提高頻率分辨率,但旁瓣不變。
通過改變窗函數的形狀,減少了光譜之間的幹擾。這兩者經常互相矛盾。