傅里叶变换中采样频率(fs)的解读

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傅里叶变换中采样频率(fs)的解读

2024-07-14 21:51:52| 来源: 网络整理| 查看: 265

承接上一篇博文《傅里叶变换》:傅里叶变换_Dfreedom.的博客-CSDN博客_傅里叶变换csdn

下面来谈谈傅里叶变换中采样频率的作用:

         采样频率=1/采样间隔,即采样频率和采样间隔互为倒数。在傅里叶变换中采样频率用来计算横轴的频率间隔。

         在实际采样中,采集卡是等时间间隔进行采样的,也就是说采样间隔为△t,如果取采集卡的采样频率来进行FFT变换,则变换得到的是y=cos(2*pi*w*t)中的频率w,而信号可能是随某一个变量a(非时间)进行变化,要求的是该信号对应变量a周期性变化的频率,这时,采样间隔就需要转换成△a。文字表述有点绕,下面以一个例子进行说明:

        原始信号: y=cos(2*pi*f*a),用采集卡对该信号进行采集后进行傅里叶变换求该信号的频率,设采集卡的采样频率为fs(t),采集卡得到的采集到的数据是y随时间变换的幅值即y=cos(2*pi*w*t),在进行FFT变换时如果取采样频率为fs(t),则变换得到的频率是信号随时间t周期性变化的频率w,所以这里需要通过采样间隔将采样频率转换一下,设a=mt,则采样间隔△a=m△t,采样频率fs(a)=1/△a。

   总结:要理解上面的描述需要理解傅里叶变换的底层逻辑。从信号处理领域来讲,傅里叶变换的作用是将信号从时域转换到频域;但是我觉得我们可以把我们的思维放得更开一点,从数学层面上讲,傅里叶变换是将因变量从自变量域转换到频域,这里的频域是因变量随自变量变化的频率。能理解上面这句话,这篇博文讲的内容就好理解了。

      在matlab中进行验证:

设y=cos(2*pi*a),a=5t(t为时间),采集卡的采样间隔为0.02,采样点数为512,求解y随a周期性变化的频率。

在matlab里面运行结果如下:

傅里叶变换中采样频率(fs)的解读

源代码如下:

clear,clc N=512;%采样点数 dt=0.02;%采样间隔 fs=1/dt;%采样频率 t=0:dt:((N-1)*dt);%采样时刻 a=5*t; da=a(2)-a(1);%随a变化的采样间隔 fsa=1/da; n=0:1:(N-1); f=n*fsa/N;%横轴每个点对应的频率 y=cos(2*pi*a);%采样得到的随时间变化的信号 yy=fft(y); Ayy=abs(yy)*2/N; plot(f(1:N/2),Ayy(1:N/2))


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