Schnelle Fourier-Transformation (FFT)


Eine diskrete Fourier-Transformation (DFT) konvertiert ein Signal im Zeitbereich in seine Gegenstücke im Frequenzbereich. Angenommen (  xi) ist eine Sequenz der Länge N, dann ist die DFT die Sequenz (  Fn) gegeben durch

F_n=\sum_{i=0}^{N-1}x_ie^{-\frac{2\pi j}{N}ni}

Eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) ist eine effektive Methode zum Berechnen der DFT. Wird die FFT anstatt der DFT verwendet, kann die Berechnungskomplexität von O(n2) auf O(n log n) verringert werden. Beachten Sie, dass das Eingabesignal von FFT in Origin komplex und von beliebiger Größe sein kann.

Das Ergebnis von FFT enthält die Frequenzdaten und das komplexe transformierte Ergebnis. Außerdem kann es auch Betrag, Amplitude, Phase, Leistungsdichte und andere Berechnungsergebnisse bieten. Die Schätzung der Leistungsdichte kann mit drei verschiedenen Methoden durchgeführt werden: MSA, SSA und TISA. Zudem können zweiseitige und einseitige Leistungsspektren berechnet werden.

Wenn die FFT verwendet wird, sollten die Verluste beachtet werden, die von der Annahme der FFT verursacht werden, dass das Eingabesignal periodisch wiederholt wird und die periodische Länge gleich der Länge der tatsächlichen Eingabe ist. Wenn das wahre Signal jedoch nicht periodisch ist oder die angenommene periodische Länge nicht korrekt ist, treten Verluste auf. Dadurch werden die Amplitude und die Position einer Frequenzmessung ungenau. Origin unterstützt die Verwendung der Fensterfunktionen, um den Verlust abzuschwächen. Mehrere Fensterfunktionen werden unterstützt, einschließlich Triangular, Bartlett, Welch, Hanning, Hamming und Blackman, die jeweils ganz eigene Vor- und Nachteile haben. Eine spezifische Fensterfunktion sollte gemäß der Art des zu analysierenden Signals ausgewählt werden.

Um die FFT zu verwenden:

  1. Aktivieren Sie eine Arbeitsmappe oder ein Diagramm.
  2. Wählen Sie Analyse: Signalverarbeitung: FFT: FFT im Origin-Menü.

Die Origin-Projektdatei: