一文读懂混叠、泄露、栅栏现象

发布网友发布时间：2024-10-06 13:27

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热心网友时间：2024-10-13 00:16

在信号处理的世界里，混叠、泄露和栅栏现象是三个重要的概念，它们分别与采样频率、频率分辨率和FFT点数相关。以下是它们的详细解析：

混叠现象源于时域采样不足，当模拟信号中的高频成分无法精确转换为数字频率时，它们可能会“混搭”到低频区域。为避免这种现象，必须确保采样频率（ADC之前的PrF）至少是信号最高频率的两倍，通过预处理滤波器（抗混叠滤波器）消除高频信号，确保信号处理在正常频率范围内。

频谱泄露主要由频率分辨率不足和数据窗函数截断引起。频率分辨率不够精细，会导致信号能量分布到与其不精确匹配的频率；窗函数的使用会使信号频谱在副瓣位置出现泄露。例如，若信号频率为105Hz，采样频率为10000Hz，而分辨率仅为10Hz，能量会“泄露”到100Hz和110Hz。

栅栏现象则关注于FFT的点数。即使频率分辨率足够，如果FFT的点数不足，某些频率可能会被遗漏，看起来像是被“栅栏”屏蔽。通过增加FFT点数，例如从4点到8点，可以填补这些“空缺”，展现更完整的频谱信息。

深入理解这些现象对于优化信号处理过程至关重要，它们直接影响到信号的精确度和分析结果的完整性。要了解更多详情，可参考以下资源：

[1] bitweenie.com/listings/...

[2] 深入浅出数字信号处理