【问题标题】:FFT data looks strangeFFT 数据看起来很奇怪
【发布时间】:2011-07-19 10:27:12
【问题描述】:

Here is a short video of my results 声音很可怕,但请多多包涵。

对我来说,这看起来有点奇怪。前几个垃圾箱上的巨大峰值是怎么回事?非线性是怎么回事?

我正在绘制实部和虚部平方和的平方根。我尝试在此基础上使用对数,但基线发生了很多移动,也就是说,频谱不会保持在屏幕的中心。

如果您能指出正确的方向,我将不胜感激!

【问题讨论】:

  • 您是否在 FFT 之前应用了窗口函数?
  • @Paul R - 从 Sinc 响应“凸点”辐射到主峰两侧的外观来看,OP 似乎使用了矩形窗函数。
  • 我正在使用 Blackman-Harris 窗口
  • 仅供参考:光谱通常不取平方根(即实部和虚部的平方和),因为它对应于能量。此外,如果您使用对数,平方根只会变成 0.5 的因数。

标签: signal-processing fft


【解决方案1】:

第一个 bin 是 DC。如果您的样本窗口有 DC 偏差(换句话说,它的平均值不为 0),那么 DC bin 中会有很多能量。这可以像传递以 2^{n-1} 为中心的无符号数据而不是以 0 为中心的有符号数据一样简单。

我不确定您的文字或视频中的“非线性”是什么意思。

【讨论】:

  • 我的意思是,频谱的高端分布在我的“示波器”的一半以上,而中频到极低频率仅在前三分之一。我很好奇为什么我的尖峰没有以恒定的速度在我的范围内移动。
  • @drunkmonkey - 您是按比例还是按绝对增量 f 随时间扫描频率?
  • 这是一个好点。实际上,我不确定。我在互联网上找到了 mp3,我只是假设随着时间的推移它会是一个增量。
【解决方案2】:

实际上,您发布的 FFT 结果看起来很正常。

  1. 您有一个巨大的 DC 偏移,这会影响 FFT 结果的前几个 bin。

  2. 您的时域信号中还存在谐波或谐波失真,从而在 FFT 结果中创建您在正弦波频率扫描峰值上方看到的泛音序列。

  3. 您有混叠,可能是由于采样前缺乏足够的低通滤波,导致这些泛音完全环绕或环绕 FFT 结果另一侧的复共轭峰值的频率响应,因此似乎正在向另一个方向移动。

  4. 由于您的频率扫描产生的频率不在 FFT bin 中心,并且您没有使用任何类型的“平顶”窗口,这将导致您在主信号峰值。

  5. 由于您似乎使用了矩形窗口,因此只要频率峰值不在 FFT bin 中心,您就会有更多的 Sinc 响应幅度“凸起”从主峰值辐射到侧面。有时称为“光谱泄漏”。

【讨论】:

  • 那么就我现在所拥有的而言,可以检查某些垃圾箱,看看我是否有高音或低音?
  • 音频频谱音?可能是。音乐音调?可能不会。
  • 很抱歉一直打扰您,但我该如何改善我的结果?我正在考虑实现一个低通滤波器,但除此之外,你有什么建议?我想尽量减少直流分量对我的前几个分档的影响,以使低频更清晰可见。不同的窗口会有帮助吗?
  • @drunkmonkey - 低通滤波器与去除直流分量所需的相反;更好的是高通滤波器或直流阻塞器,或者只是在 FFT 之前减去整个窗口的平均值。但这应该是一个新问题。
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