图示:栅栏效应示意图
栅栏效应形貌的是信号采样时只能获得采样点的信息,而忽略了采样距离中数据信息的征象。不管是时域采样照旧频域采样,都有响应的栅栏效应,只是其时域采样知足采样定理时,栅栏效应不会有什么影响。而频域采样的栅栏效应则影响很大,“盖住”或丧失的频率因素有可能是主要的或具有特征的因素,使信号处置惩罚失去意义。减小栅栏效应可用提高采样距离也就是频率区分力的要领来解决。距离小,频率区分力高,被“盖住”或丧失的频率因素就会越少。但会增添采样点数,使盘算事情量增添。解决此项矛盾可以接纳如下要领:在知足采样定理的条件下,接纳频率细化手艺(ZOOM),亦可用把时域序列变换成频谱序列的要领。
例如:505Hz正弦波信号的频谱剖析来说明栅栏效应所造成的频谱盘算误差。
设定采样频率fs=5120Hz,软件中默认的FFT盘算点数为512,其离散频率点如下式表达:
fi= i.fs/N =i.5120/512=10×i(i= 0,1,2,…,N/2)
图示:505Hz正弦波信号的频谱剖析示意图
如上图505Hz正弦波信号的频谱剖析示意图所示,位于505Hz位置的真实谱峰被盖住看不见,望见的只是它们在相邻频率500Hz或510Hz处能量走漏的值。若设fs=2560Hz,则频率距离df=5Hz,重复上述剖析办法。这时在505Hz位置有谱线,我们就能获得它们的准确值。从时域看,这个条件相当于对信号举行整周期采样,现实中常用此要领来提高周期信号的频谱剖析精度。因此,在对周期信号傅里叶处置惩罚时,解决栅栏效应以致解决泄露效应的一个极为有用的步伐是所谓“整周期截取”;而关于非周期信号,若是希望减小栅栏效应的影响,尽可能多地视察到谱线,则需要提高频谱的区分率,频谱的区分率即是处置惩罚信号的时间长度的倒数。