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珠海广州超声波|怎么让收集的信号数字化转型——加窗与加零处理

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前言:

此时同学们对“汉宁窗恢复系数”都比较关心,你们都想要学习一些“汉宁窗恢复系数”的相关知识。那么小编也在网络上搜集了一些有关“汉宁窗恢复系数””的相关知识,希望姐妹们能喜欢,大家快快来了解一下吧!

加窗

对时域函数施加非矩形窗的实质,是对被分析信号的不同部分给予不同的加权,这些窗函数的频谐主瓣越细、旁瓣越小越好。

由于这两点不会同时达到最佳效果,选取窗函数时通常采取折衷的原则

常用窗函数主要包括以下几种类型:

1矩形窗

矩形窗属于时间变量的零次幂窗,习惯上的不加窗就是使信号通过了矩形窗。矩形窗具有主瓣比较集中的优点,但其旁瓣较高,并有负旁瓣,导致变换中带进了高频干扰和泄漏,甚至会出现负频谱现象。

2汉宁窗

汉宁窗又称升余弦窗,其主瓣加宽并降低,旁瓣则显著减小,与矩形窗相比,泄漏明显减小。但由于主瓣加宽,导致汉宁窗的频率分辨力下降。

3海明窗

海明窗又称改进的升余弦窗,海明窗与汉宁窗都是余弦窗,只是加权系数不同。海明窗加权的系数能使旁瓣达到更小。海明窗与汉宁窗都是很有用的窗函数。

不同窗函数,产生泄漏的大小不一样, 频率分辨能力也不一样。由前述可知,信号截断产生了能量泄漏,而用FFT算法计算频谱又产生了栅栏效应,从原理上讲这两种误差都是不能消除的,但是可以通过选择不同的窗函数对它们的影响进行抑制

对于窗函数的选择,应综合考虑被分析信号的性质与处理要求,才能选择出最合适的窗函数。

加零处理

为了便于对信号序列进行FFT处理,希望采样序列长度N是2的整数次幂。因此通常采用给信号序列加零的办法。

栅栏效应

变换来观看频谐,只能通过一个“栅栏”来观看,即只能在离散点处看到真实的频谱。如果一个频率分量恰巧落在两个离散谱线之间,这个频率分量就会看不到,这称为“栅栏效应”。

为了克服该效应对频率分辨力的影响,可在原信号的末端补加一些零,这相当于人为地增加了时域截断长度T,也就能在频谱形式不变的情况下,变更谱线的位置,减小谱线间隔,以便有可能看到原来看不到的频谱分量。所以,加零可以提高频率分辨力

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