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CF-5200 よくあるご質問

質問番号 FAQ-0602

時間軸波形とパワースペクトルの関係についてフーリエ展開とは何か

周波数レンジ×2.56倍のサンプリング周波数でAD変換された2048点が時間軸に表示され、そのデータからフーリエ展開(フーリエ変換)し、フーリエスペクトル(sin、cosの係数の対)を求めます。
言いかえると、フーリエ級数で表すためにそのsin、cosの係数→フーリエ係数→フーリエスペクトルを求めます。

フーリエ級数は

f(t)=A0+Σ{Ainωi+Bicosωi}
ωi:2π×(各周波数 f)

フーリエスペクトルは
概念的にはX軸にcosの係数値Biを実数部(リアルパート Re)に、Y軸にsinの係数値Aiを虚数部(イマジナリパートIm)としてベクトルで現すことができます。
この値はフーリエスペクトルと言われ、パワースペクトルを表示後REAL釦、IMAG釦をonすると画面に表示されます。

パワースペクトルVrは
フーリエスペクトルの大きさとして求めます。

Vi=√{Re2+Im2}{ }内は√の中を示します。

また位相は次式から求めています。

tanΘ=Im÷Re

また

Ai・sinωi+Bi・cosωi=Vi・cos(ωi+Θ)

と変換できますからf(t)は各周波数ωiの、cos波形の合成されたものと考えられます。
(CF5200シリーズではViは初期値では実効値の表示です)

Y軸LinのときはViをそのまま表示しますが、Y軸Logにすると

Pi=10LOG(Vi)2

Piを求め、この値を表示します。
Viの2乗を取っていますので、一般的にパワースペクトルはLog表示のデータを指します。

また、FFTはサンプル数2048点では周波数レンジの800等分の分解能で表示されます。
よって、パワースペクトル表示画面ではX軸0Hz~周波数レンジまで801データ分が表示されます。

関連する取扱説明書の章

3.6解析データ長の設定と分解能

最終更新日:2000-04-10