用FFT估計單頻正弦訊號的幅度

2021-06-06 10:24:36 字數 880 閱讀 3767

用fft估計單頻正弦訊號的幅度

fft是數字訊號處理中最常用,也是最重要的演算法。在實踐中,人們常用fft來估計訊號的頻率。但有時候,也需要估計單頻正弦訊號的幅度,這時候用fft還能做得到嗎?

答案是顯然的,用fft同樣可以估計單頻正弦訊號的幅度。假定訊號的幅度為a,頻率為f, 訊號取樣點數為n。fft之後,在頻率f處會出現乙個譜峰,幅度用m表示。在沒有頻譜洩露的情況下,有如下關係:

mpeak=a*n/2    (1)

但我們知道,由於fft有明顯的柵欄效應,只有很少的頻率點不存在頻譜洩露,如圖1(a)所示。於是,對那些存在頻譜洩露的點來說,用式(1)來估計訊號幅度會有很大的誤差,最大可達36.3%,如圖1(b)所示。

圖1 於是,在選取譜峰之後,還要對其幅度值進行一定程度的校正,才能得到幅度的更好的估計。校正的方法之一對譜峰及其附近的值進行如下加權:

其中:

加權之後的效果如圖2所示,最大估計誤差約為0.0166db。

圖2 另外一種校正方式如下:

其中這種校正方式的最大估計誤差約為0.0082db。

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