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请教从一段频谱曲线中找出基频的算**

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来自 2楼
赤铸| | 2008-6-12 20:05 | 只看该作者

理解频谱, 先要理解频域

我们所说的频域,其实该叫“正弦波域”,它的理论基础是傅立叶分析,就是把实际信号分解为一组无限正弦波之叠加。而且,这组正弦波是存在且唯一的,这才是傅立叶牛X的地方。这个“频”特指这些正弦波的频率。

其实你可能把实际信号分解为一组其它波形,例如方波、三角波……这些方波、三角波自然也有频率,但这样的分解却不能称之为“频谱”,而且也不能保证存在或唯一。

既然一个正弦波可以用频率F、相位P、幅度A三个参数唯一确定,一个信号的频域描述只需要它的全部正弦波的F、P、A信息。

因为有F/P/A三个坐标,所以每一条正弦波就是这个坐标系里一个点。所以完整的频域描述也就是F/P/A坐标系里的一个无穷点集。但三维坐标用起来不方便,人们习惯于把三维降为二维,也就对这三个量间的关系进行两两组合分析,而不是一下子分析三个。

人们通常并不关系P-A的关系,所以只剩下了F-P和F-A关系。而且习惯上以F做横坐标。这就是频谱。
所以频谱就是一种方便实用的频域描述。


理解频域,还要理解它与时域间的关系。

时域是真实存在的,频域只不过是一种数学抽象,或者说是一种便利的做法(便利的根源在于正弦波的特性)。

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wb61850|  楼主 | 2008-6-8 21:30 | 只看该作者

频谱是从宏观的角度对信号的理解

俺的观点仅代表俺自己。共同学习、共同进步。

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地板
wb61850|  楼主 | 2008-6-8 21:50 | 只看该作者

一台好的频谱分析仪的价格相当的贵,不是谁都能承受的起

要有“脑中的仪器”这样的概念。

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maychang| | 2008-6-8 22:01 | 只看该作者

题目是个好题目

但这个题目放在这里,似乎复杂了一些,可能放到模拟版面更合适。

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6
wb61850|  楼主 | 2008-6-8 22:18 | 只看该作者

感谢maychang老师的建议

可能有些新手(包括我自己)一旦涉及到信号的频谱问题就有些糊涂。
其实信号的基本特征有如下三点:
1.信号的波形(时域特征);
2.信号的频谱(频域特征);
3.信号的调制域特性(即信号频率随时间变化的关系)。
俺觉得信号的基本特性既基础又实际,是很重要的。

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7
maychang| | 2008-6-8 22:35 | 只看该作者

这个问题当然是非常重要

不过绝大多数学生学过模拟电路数字电路等课程后,对频谱分析仍是不甚了然。我见过正牌的硕导,不知道单个矩形脉冲的频谱特征,当然他的学生也就不知道。

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computer00| | 2008-6-8 22:37 | 只看该作者

频谱嘛,就是频率的组成嘛~~~

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wb61850|  楼主 | 2008-6-8 22:40 | 只看该作者

俺想谈一下对相位谱的一点认识,可否?

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maychang| | 2008-6-8 22:46 | 只看该作者

记得本版有一帖

谈到用运放作精密整流,要求运放有足够的带宽。提出问题的楼主就不理解:正弦波频率只有50Hz,整流后还是50Hz,顶多100Hz,为什么需要运放有很高的带宽?他不知道波形急剧变化的“尖点”展开后表现为频率很高的成份。

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11
wb61850|  楼主 | 2008-6-8 22:47 | 只看该作者

一个低通滤波器的相频特性

从中能得到什么信息呢?

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wb61850|  楼主 | 2008-6-8 23:01 | 只看该作者

这是一个“纯电阻网络”的相频特性

可以通过对比发现它们的不同。

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hq_y| | 2008-6-8 23:01 | 只看该作者

学过信号与系统和通信原理,就知道了

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wb61850|  楼主 | 2008-6-8 23:17 | 只看该作者

这是一个信号源的输出电压波形

它是由250Hz、450Hz、650Hz、850Hz和1000Hz五种信号频率叠加而成的。每种信号的振幅都是1V,初始相位都是0度。

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15
wb61850|  楼主 | 2008-6-8 23:20 | 只看该作者

以上五种信号的频率都在低通滤波器的通带以内

俺想分析一下,系统的相频特性对输出波形的影响(失真)。

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16
wb61850|  楼主 | 2008-6-8 23:28 | 只看该作者

这是信号通过“纯电阻”网络后的波形

红色的为输入信号,绿色的为输出信号。可以发现,它们只有幅度上的差异,没有相位上的变异。即输出波形与输入波形相比只是按比例缩小(或放大)。

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17
wb61850|  楼主 | 2008-6-8 23:36 | 只看该作者

这是信号通过“低通滤波器”后的波形

可以发现输出信号与输入信号有一定的差异。也就是说发生了“相频失真”。

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18
wb61850|  楼主 | 2008-6-8 23:39 | 只看该作者

声明:以上图片仅作为学术探讨

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19
wb61850|  楼主 | 2008-6-8 23:45 | 只看该作者

欢迎大家共同探讨

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20
wb61850|  楼主 | 2008-6-8 23:56 | 只看该作者

相频失真属于线性失真

构成这个低通滤波器的所有电阻、电容和电感都是线性的。因此这个低通滤波器是线性的。输出波形的失真当属“线性失真”的范畴。系统的相频特性引起的线性失真是由于线性系统对不同频率的成分有不同的相位移形成的。线性失真有一个基本特征:输出信号中没有增加新的频率成分(和输入信号的频谱相比较)。这也是线性失真与非线性失真的不同之处。
欢迎大家批评、指正。

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21
wb61850|  楼主 | 2008-6-9 00:04 | 只看该作者

这是低通滤波器完整的频率特性曲线

可以看出平坦的通带幅频特性,并不能说明变化较剧烈的相频特性引起的相频失真。

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