加窗函数对频率有什么影响数字信号处理中的问题
问的有点大啊。我想你是指设计FIR的“窗函数”法的原理吧？简单说，频域的理想直角滤波器变回到时域是个有无穷多项的sa函数，物理不可实现。我们就加窗，其实就是用窗去乘sa函数，只取窗里头的有限项，当然你取得越多拿到的滤波器就越接近与理想的。但是成本就会增加。时域乘积在频域是卷积，所以最后的频域特性是理想的矩形和你的窗的频域图形的卷积。细节在这里就不说了，你可以看看dsp课本。
在数字信号处理中，实际需检测的物理信号或过程通常是非时限的，但由于计算速度和处理工作量以及计算机存贮容量等方面的限制，我们只能从中选取有限时长的数据样本加以处理。也就是说在数字信号的处理过程中，原始的非时限信号必然要被截断，这相当于使本来无限长的原始数据序列通过一定的数据窗口，必然会对数据处理的结果造成不良的影响，即产生窗口效应。
在进行信号x(n)的功率谱估计时, 我们只能用测量得到的有限长度的信号xN(n)来进行计算, 其结果只是真实功率谱的近似, 即估计值。对信号截断, 相当于对信号施加一窗函数。也就是说, 在实际估计功率谱时, 数据窗口是不可避免的（在用间接法估计功率谱时, 由此数据窗产生的加在自相关函数上的延迟窗也是不可避免的）。设S(ω)为信号x(n)的真实功率谱, S’(ω)为其估计值, 窗函数对谱估计质量的影响, 表现在S’(ω)的频域分辨率和对S(ω)产生了“泄漏”。
选用窗函数总的原则是：
1、要从保持最大信息和消除旁瓣的综合效果出发来考虑问题，要使窗函数频谱中的主瓣宽度尽量窄，能量尽可能集中在主瓣内，从而在谱分析时获得较高的频率分辨力，在数字滤波器设计中获得较小的过渡带。
2、窗谱的旁瓣高度应尽量小而且随频率尽快衰减，以减小谱估计时泄漏失真。在设计数字滤波器时减小通带的波动，提高阻带的衰减。但主瓣既窄，旁瓣又小衰减又快的窗函数是不容易找到的，比如矩形窗旁瓣很大，但其主瓣宽度是最窄的，因此，在数据处理时通常需要做综合考虑取其折中。
3、在应用窗函数时，除了要考虑窗谱本身的特性外，还应当充分考虑被分析信号的特点以及具体的处理要求。要考虑信号中的信息量的分布，增强信号中所需要的信息部分，压制信号中不需要的信息部分，以人们感兴趣的有效信息与窗函数作用后的综台效果为最好来选用窗函数，使得处理结果有足够的频谱检测能力和频谱幅值估计精度。例如在需要测量物体的自振频率时等场合。如果要分析窄带信号且具有较强的干扰噪声时，则应选用旁瓣幅度较小的窗函数如Hamming窗等。如果干扰距离信号较远，则可以采用旁瓣衰减速度较快的窗函数如Papoulis 窗等。
4、信号的加窗处理，重要的问题是在于根据信号的性质和研究目的来选用窗函数。如对于频率分辨率要求很高，谱估计幅值精度要求不很高的信号，处理时可选用主瓣较窄而便于分辨的矩形窗，即所谓不加窗就是矩形窗；对于谱估计幅值精度要求高，频率分辨率要求不很高的信号，处理时可选用P201 窗，对于频率分辨率要求高，靠得比较近又需要大动态范围的谱值作精确的幅值测量的信号，处理时选用P3Ol 窗；对于要使旁辨减到最小的信号，处理时选用P31O窗；对于随时间衰减的信号如脉冲响应信号等，为提高信号的信噪比，处理时可选用指数窗。
5、对于要处理的信号，不知选用哪一种时窗函数好时，往往多用几种窗函数进行处理，然后比较用几种窗处理的结果和试验验证的综合考虑来决定选用什么样的窗函数。
在进行信号x(n)的功率谱估计时, 我们只能用测量得到的有限长度的信号xN(n)来进行计算, 其结果只是真实功率谱的近似, 即估计值。对信号截断, 相当于对信号施加一窗函数。也就是说, 在实际估计功率谱时, 数据窗口是不可避免的（在用间接法估计功率谱时, 由此数据窗产生的加在自相关函数上的延迟窗也是不可避免的）。设S(ω)为信号x(n)的真实功率谱, S’(ω)为其估计值, 窗函数对谱估计质量的影响, 表现在S’(ω)的频域分辨率和对S(ω)产生了“泄漏”。
选用窗函数总的原则是：
1、要从保持最大信息和消除旁瓣的综合效果出发来考虑问题，要使窗函数频谱中的主瓣宽度尽量窄，能量尽可能集中在主瓣内，从而在谱分析时获得较高的频率分辨力，在数字滤波器设计中获得较小的过渡带。
2、窗谱的旁瓣高度应尽量小而且随频率尽快衰减，以减小谱估计时泄漏失真。在设计数字滤波器时减小通带的波动，提高阻带的衰减。但主瓣既窄，旁瓣又小衰减又快的窗函数是不容易找到的，比如矩形窗旁瓣很大，但其主瓣宽度是最窄的，因此，在数据处理时通常需要做综合考虑取其折中。
3、在应用窗函数时，除了要考虑窗谱本身的特性外，还应当充分考虑被分析信号的特点以及具体的处理要求。要考虑信号中的信息量的分布，增强信号中所需要的信息部分，压制信号中不需要的信息部分，以人们感兴趣的有效信息与窗函数作用后的综台效果为最好来选用窗函数，使得处理结果有足够的频谱检测能力和频谱幅值估计精度。例如在需要测量物体的自振频率时等场合。如果要分析窄带信号且具有较强的干扰噪声时，则应选用旁瓣幅度较小的窗函数如Hamming窗等。如果干扰距离信号较远，则可以采用旁瓣衰减速度较快的窗函数如Papoulis 窗等。
4、信号的加窗处理，重要的问题是在于根据信号的性质和研究目的来选用窗函数。如对于频率分辨率要求很高，谱估计幅值精度要求不很高的信号，处理时可选用主瓣较窄而便于分辨的矩形窗，即所谓不加窗就是矩形窗；对于谱估计幅值精度要求高，频率分辨率要求不很高的信号，处理时可选用P201 窗，对于频率分辨率要求高，靠得比较近又需要大动态范围的谱值作精确的幅值测量的信号，处理时选用P3Ol 窗；对于要使旁辨减到最小的信号，处理时选用P31O窗；对于随时间衰减的信号如脉冲响应信号等，为提高信号的信噪比，处理时可选用指数窗。
5、对于要处理的信号，不知选用哪一种时窗函数好时，往往多用几种窗函数进行处理，然后比较用几种窗处理的结果和试验验证的综合考虑来决定选用什么样的窗函数。
离散信号变化对幅度谱的影响
幅度分辨率与信号的量化精度有关，量化精度越高，幅度分辨率越高。3、频率泄漏：离散信号的变化还会引起频率泄漏现象，即信号的某些频率成分会被误认为是其他频率成分。频率泄漏与信号的采样率、窗函数等有关。4、窗函数效应：离散信号的变化还会引起窗函数效应，即窗函数对信号的幅度谱产生的影响。窗函数的...
matlab汉明窗怎么规定截止频率
输入这三行代码就可以看到矩形窗的频率响应了。n=100;w=boxcar(n);fvtool(w)；如果你想看其他窗函数的频率响应，把boxcar换掉就可以了。（1）矩形窗（Rectangle Window） 调用格式：w=boxcar(n)，根据长度 n 产生一个矩形窗 w。（2）三角窗（Triangular Window） 调用格式：w=triang(n)，...
功率分析仪FFT与窗函数
DFT傅里叶变换分析基本思想就是任意函数可以分解为无穷多个不同频率正弦信号的和。DFT直接计算包含大量重复的cos、sin计算，FFT的作用就是用技巧减少cos、sin项目的重复计算。1.FFT为什么要加窗函数？因FFT是对有限波形数据进行计算，与原始的连续信号的分析结果之间会存在误差，使用窗函数可以减少对波形的...
几种常见窗函数及其matlab应用
常用的窗函数：bartlett，巴特利特窗口 调用格式：w = bartlett(L)，%L在列向量中返回一个点的Bartlett窗口w，其中L 必须是一个正整数。blackman，布莱克曼窗口 调用格式：w = blackman(N)，%返回N列向量中的点对称Blackman窗口w，其中N是一个正整数。bohmanwin，Bohman窗口 调用格式：w = bohmanwin...
数字信号处理中为什么要加窗
因此会把信号分成许多一定长度的数据段，然后分段处理。如果把数据进行分段，相当于对信号进行了加矩形窗的处理，对加窗后的信号做DFT，将会出现由于加窗而引入的高频分量。既然加窗不可避免，就选择一个合适的吧。窗的形状有许多种，选用合适的窗函数，则可以增大对高频分量的衰减。
频谱分析中如何选择合适的窗函数
除了以上几种常用窗函数以外，尚有多种窗函数，如平顶窗、帕仁（Parzen）窗、布拉克曼（Blackman）窗、凯塞（kaiser）窗等。对于窗函数的选择，应考虑被分析信号的性质与处理要求。如果仅要求精确读出主瓣频率，而不考虑幅值精度，则可选用主瓣宽度比较窄而便于分辨的矩形窗，例如测量物体的自振频率等；...
请简述窗函数法设计FIR数字滤波器的方法与步骤。
h(n)=hd(n)w(n)h(n)就作为实际设计的FIR数字滤波器的单位脉冲响应序列，其频率响应函数H(ejω)为H(ejω)=用窗函数法设计的滤波器性能取决于窗函数w(n)的类型及窗口长度N的取值。设计过程中，要根据对阻带最小衰减和过渡带宽度的要求选择合适的窗函数类型和窗口长度N。一般都选用Ⅰ型线性...
...通带截止频率和阻带截止频率以及阻带最小衰减,如何用窗函数法...
1、如果给定通带截止频率和阻带截止频率以及阻带最小衰减，如何用窗函数法设计线性相位低通滤波器，写出设计步骤。答：将模拟频率转换成数字频率，确定理想滤波器 的特性；由 求出 ；选择适当的窗函数，并根据线性相位条件确定窗函数的长度N；在MATLAB中，可由w=boxcar(N)（矩形窗）、w=hanning(N)（...
补零与频谱泄露
为了减弱频谱泄露,可以采用加权的窗函数,加权的窗函数包括平顶窗、汉宁窗、高斯窗等等。而未加权的矩形窗泄露最为严重。 为了说明频谱泄露,一下子引入了时域、频域、窗函数、卷积、主瓣、旁瓣等等抽象的概念。 频谱泄露有这么复杂吗?频谱泄露到底是什么意思? 一句话,频谱泄露就是分析结果中,出现了本来没有的频率...
为什么矩形窗函数的选频电路是一个物理不可实现的系统
打开APP 选频网络的基本特性 本站 发表于 2009-03-12 10:45:22 通信设计应用 +关注 选频网络的基本特性 要求选频电路的通频带宽度与传输信号有效频谱宽度相一致。理想的选频电路通频带内的幅频特性 通频带外的幅频特性应满足 理想的幅频特性应是矩形，既是一个关于频率的矩形窗函数。矩形窗函数的...
但严普他： 问的有点大啊.我想你是指设计FIR的“窗函数”法的原理吧?简单说,频域的理想直角滤波器变回到时域是个有无穷多项的sa函数,物理不可实现.我们就加窗,其实就是用窗去乘sa函数,只取窗里头的有限项,当然你取得越多拿到的滤波器就越接近与理想的.但是成本就会增加.时域乘积在频域是卷积,所以最后的频域特性是理想的矩形和你的窗的频域图形的卷积.细节在这里就不说了,你可以看看dsp课本.
高陵县18896189477： 数字信号处理中为什么要加窗 - ？
但严普他： 窗就是滤波器,低通,带通等,加窗就是对信号进行处理,使信号能顺利通过系统,在理论上就是信号和窗函数的频域表达式相乘,时域表达式求卷积,中间可能会用到变换等
高陵县18896189477： 频谱分析中如何选择合适的窗函数 - ？
但严普他： 加窗是为了减小泄漏!1、信号截断及能量泄漏效应 数字信号处理的主要数学工具是傅里叶变换.应注意到,傅里叶变换是研究整个时间域和频率域的关系.然而,当运用计算机实现工程测试信号处理时,不可能对无限长的信号进行测量和运算...
高陵县18896189477： 在数字信号处理中,时间窗的引入对分析原始数字信号的频谱带来什么影响?怎样才能减小这种影响? - ？
但严普他： 在数字信号处理中,实际需检测的物理信号或过程通常是非时限的,但由于计算速度和处理工作量以及计算机存贮容量等方面的限制,我们只能从中选取有限时长的数据样本加以处理.也就是说在数字信号的处理过程中,原始的非时...
高陵县18896189477： FFT为什么要加窗函数 - ？
但严普他： 当输入信号的频率不是FFT分辨率的整数倍时,信号的能力就会向整个频域扩散,此时那些幅度比较小频点就会被覆盖,使得小幅度频点观察不出来,加窗之后可以防止能量外泄,这样就可以分析那些小幅度频点的特性!
高陵县18896189477： 以矩形窗为例,说明在实际应用中加窗的目的和用途,以及加窗会对信号产生什么样的影响?求回答 - ？
但严普他： 周期信号是定义在无穷域的,我们不可能满足此条件.一旦不为无穷域,相当于原周期信号与窗函数的积.(窗函数幅值为一)严格讲此时的信号已经不是周期信号.周期信号的频谱是离散的,此时的信号的频谱已经不是离散的而是连续的.
高陵县18896189477： 在lte系统中,ofdm的不足有哪些 - ？
但严普他： 最多3个
高陵县18896189477： 功率谱分辨率怎样区分 - ？
但严普他： 功率谱、频率分辨率、频谱泄漏与窗函数在分析和测定所收集的数据记录时,快速傅立叶变换(FFT)和功率谱是非常有用的工具.借助这些工具能够有效地收集时域信号、测定其频谱成份、并对结果进行显示.功率谱图(参考抽样程序)在频...
高陵县18896189477： 傅里叶有什么作用 - ？
但严普他： 傅里叶是法国数学家.傅里叶发现解函数可以由三角函数构成的级数形式表示,从而提出任一函数都可以展成三角函数的无穷级数.傅里叶级数(即三角级数)、傅立叶分析等理论均由此创始. 傅里叶变换用于将复杂信号分解为正弦或余弦三角函数的组合.在电能质量分析及谐波检测中,利用傅里叶变换可以准确的获取信号的频率构造,对复杂信号进行定量分析和进行准确的数学描述.
高陵县18896189477： 示波器的FFT运算中,窗函数有什么作用? - ？
但严普他： 窗函数的目的是截取一个时间片段的有效信号.数字信号处理的主要数学工具是傅里叶变换.而傅里叶变换是研究整个时间域和频率域的关系.不过,当运用计算机实现工程测试信号处...
