SpectraLAB

       

Сглаживание Windows


Если синусоида проходит через нуль в начале и конце серии времени, результирующий FFT спектра состоит из одной линии с правильной амплитудой и на правильной частоте.  Если, с другой стороны, сигнальный уровень не - в нуле в одном или обоих концах записи серии времени, округление линии будет происходить, заканчиваясь прерывностью на сигнале. Эта прерывность вызывает проблемы с процессом FFT, и результат является смазыванием спектра от одной линии в смежные строки. Это вызывает "утечку"; энергия на сигнале "просачивается" из своей соответствующей позиции в смежные строки.

Утечка могла бы аннулироваться, если пересечения временной серии с нулем были  синхронизированы с дискретным временем, но этого невозможно достичь на практике.  Форма "имеющего течь" спектра зависит от суммы сигнального округления, и обычно непредсказуема для реальных сигналов.

Для того, чтобы уменьшать эффект утечки, необходимо, чтобы сигнальный уровень был усилен в нуле в начале и конце серии времени.  Это сделано посредством умножения образцов данных на функцию "окна сглаживания", которое может иметь несколько других форм.  Различие между каждым окном сглаживания есть путь, в котором они переходят с низкого весового уровня около краев в более высокий весовой уровень около середины последовательности.  Если оконная функция не использована, это вызывает "Прямоугольную", "Плоскую", или "Униформа" windowing.

Пока окно сглаживания хорошо делает принуждения концов в нуль, оно также добавляет искажение к серии времени, которая заканчивается боковыми полосами в спектре.  Эти боковые полосы, или боковые доли, эффективно уменьшают решение частоты анализатора; это как будто спектральные линии - шире.  Измеренная амплитуда взвешенного сигнала также некорректна, поскольку часть сигнального уровня удаляется весом процесса.  Чтобы скомпенсировать это уменьшение в мощности, windowing алгоритмы дают дополнительный вес в величинах около середины последовательности.



Содержание раздела