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張老師每天都能給工程師們解答新問題，這是今天的，也是一個老生常談的 fft問題：  信號處理的基礎(chǔ)不扎實，可以看一些本科的教材再回顧一下相關(guān)知識，看我之前的文章也行。 問題回顧600 kHz 時“波形不像正弦”的主要原因不是信號壞了，而是采樣與處理方式造成的觀感與頻譜現(xiàn)象。6 MHz 采樣完全能覆蓋 600 kHz（Nyquist=3 MHz） 非相干采樣（Coherent Sampling 不滿足）100 kHz 情況：Fs=6 MHz、采樣點 N=300 → 記錄時長 。 周期數(shù) （整數(shù)）→ 相干采樣，時域看起來整齊，F(xiàn)FT 單一尖峰。 600 kHz 情況：Fs=6 MHz、N=256 → ，（非整數(shù)）。 結(jié)果：記錄首/尾處相位不連續(xù)，時域曲線連線看起來像振幅在“起伏/拍頻”，好像不是正弦；頻域產(chǎn)生譜泄漏（一個主峰散到多個鄰近頻點），你圖里的底部多峰就是這個。 解決：讓 為整數(shù)；對 600 kHz，因 ，讓 選 10 的整數(shù)倍：N=300、310、500、1000…或者在 FFT 前加窗函數(shù)（Hann/Blackman），能顯著抑制泄漏（代價是幅值要做窗增益校正）。（因為看上面的截圖，應(yīng)該就是直接用了 FFT 的函數(shù)，什么也沒有處理過） 采樣點太少/相位錯覺600 kHz 每周期 10 個采樣點（6 MHz/600 kHz=10）。點數(shù)雖然足夠，但當(dāng)記錄長度不是整周期時，樣點相位逐漸滑移，把點用折線連接就像“波峰忽高忽低”，這是離散點可視化的假象，并非失真。可以在時域圖只畫散點或增加過采樣/插值；已保證相干采樣（見上）。 FFT 頻軸與鏡像實序列 FFT 只需展示 0…Fs/2。若把 0…Fs 都畫上，會看到Nyquist 對稱鏡像（靠近 3 MHz 的峰）。 你第二張圖在 ~2.9 MHz 的峰，很可能是把鏡像也畫出來或頻軸標定方式不當(dāng)。使用 其它次要因素（排查項）先看信號源/前端帶寬，確保激勵與測量鏈路的–3 dB 帶寬 ? 600 kHz；研究一下0.6 V 是否接近 ADC 滿量程或前端放大器線性邊界；以及要去 DC、正確幅值標定。 建議保持 Fs=6 MHz、f=600 kHz時： 選 N=300（30 個周期）、或 N=1000（100 個周期）做 FFT（相干采樣）；如果 N 受限（比如只能 256）：加 Hann 窗并做窗增益校正；FFT 只顯示 0…3 MHz；標注主峰應(yīng)在 600 kHz 附近。 若需要固定 N=256，又要相干：把頻率改成 或 。 600 kHz 看起來“不像正弦”，本質(zhì)是非相干采樣 + 連接離散點的視覺假象 +（可能）FFT 頻軸處理不當(dāng)。把 選成 10 的倍數(shù)或加窗，就會立刻“變回正弦 + 單峰 FFT”。         Case A 相干采樣（100 kHz, N=300） 周期數(shù) 為整數(shù)，時域規(guī)整；FFT 只有一個窄主峰（幾乎無泄漏）。 Case B 非相干采樣（600 kHz, N=256, 矩形窗） 不是整數(shù)，記錄首尾相位不連續(xù) →時域看起來像“振幅起伏”（其實是相位滾動的視覺假象）；FFT 出現(xiàn)明顯譜泄漏，能量在主峰兩側(cè)擴散。 Case C 非相干 + Hann 窗（600 kHz, N=256） 時域像被“包絡(luò)”?。ù昂瘮?shù)形狀）；泄漏大幅減弱，但主峰幅值需做窗增益校正（圖里已做相對增益歸一）。 Case D 相干修正（600 kHz, N=300） 因 ，選擇 N=10 的整數(shù)倍（如 300）→ ；時域恢復(fù)“標準正弦”，F(xiàn)FT 單一尖峰，不再“像失真”。 |
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