一文讀懂FFT,為什麼要加窗

2021-10-05 10:45:34 字數 767 閱讀 1686

數字訊號處理離不開頻域分析,一定會用到fft。做fft之前又會用到窗函式。為什麼fft需要加窗呢?結論放在前面。

fft假設輸入訊號是整數週期訊號。如果輸入訊號滿足條件,則不需要加窗。但實際上這兩個條件幾乎不能滿足,fft的這個假設會導致頻譜洩露,為了減少頻譜洩露需要用到窗函式。

如果輸入的訊號是整數個週期訊號,fft的結果能很好地表示時域訊號的頻域分布。

舉例1:取樣率16khz,1khz的正弦訊號。128個點剛好是8個週期。的時域波形和頻域分布。

fs = 16e3;

ts = 1/fs;

t = 0:ts:127*ts;

x = sin(2*pi*1e3*t);

單一正弦訊號與窗函式相乘,正弦訊號在頻域就是乙個衝激,衝激和窗函式頻域響應卷積之後就得到了和窗函式頻域響應形狀類似的頻域分布了。所以窗的頻域響應能表示其對正弦訊號的響應。

從維基盜了兩張圖鏈結,藍色的是periodic,紅色的是symmetric。從圖中可以看出, periodic擁有稍微窄一點的主瓣,稍微高一點的旁瓣,和稍微低一點的雜訊頻寬。三個稍微,感覺影響也不是很大嘛。

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