本测量专栏收集了您经常向我们的客户咨询室询问的问题，并介绍了答案。
我们在41中介绍了FFT的频率分辨率和时间窗口 (汉宁窗)，但这次，
我将向您展示频谱如何根据时间窗口的类型而变化。
请参照以下过期杂志。
常见测量问题-第41期“FFT和频率分辨率”
频率分析 (14) -“DFT (FFT) 和时间窗口”
4。噪声测量单位
在FFT分析 (傅里叶分析) 中，当时间波形被截断为一定长度并进行傅里叶变换时，
在大多数情况下，被截断的时间波形在开始和结束处会产生不连续的时间波形，从而导致频谱错误。作为一种现象，输入频率的峰值减慢，并且在两侧产生轻微的扩散 (下摆) 。与真实值相比，光谱的峰值较小，因此功率在两侧的扩散中泄漏。宽的称为主袍，下摆称为侧袍。
为了尽可能减少上述误差，在剪切的时间波形上乘以使其两端收敛于0的加权函数称为“乘以时间窗”，这样的加权函数称为“时间窗”或“时间窗函数”。
这次我们将介绍矩形 (矩形)，汉宁，汉明，布莱克曼哈里斯，平顶窗户的特点。
进行FFT分析的时间波形为频率为1000 Hz、1002.5 Hz、1005 Hz的正弦波。
采样频率20480 Hz (频率范围8000 Hz) FFT分析中1帧的点数为2048。频率刻度 (分辨率) 为10 Hz。
您可以看到，当时间波形的频率偏离频率分辨率的中心时，频谱的形状会发生变化，峰值会变小。但是，整体功率不会变小，因此整体功率值不会变小。
图1显示了1000 Hz正弦波的处理结果。1000 Hz非常适合FFT分析的中心频率。1000 Hz的值是0.0 dB。
从顶部开始，它是矩形，汉宁，汉明，布莱克曼哈里斯，平顶时间窗的结果。
右侧的图表放大了频率轴。
在矩形 (无权重) 中，有一个峰值。功率没有扩展到990 Hz和1010 Hz。
Hanning和Hamming几乎相同，Black Man Harris比Hanning和Hamming更广泛。
平底上衣横向较大。
最适合中心频率，峰值不会减少。
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图1
图2显示了1002.5 Hz正弦波的处理结果。偏离FFT分析的中心频率。因为频率分辨率是10 Hz,所以频率偏离了分辨率的1/4。
时间波形的剪切开始和结束不连续。
从上到下为矩形、汉宁、汉明、黑曼哈里斯、平顶时间窗的结果。
您能看到峰值减少，最初是0 dB。在矩形中，下摆的宽度特别大。这将填充和隐藏其他频率分量。
Hanning款式的光谱较宽，但下摆的层次较小。
Humming的光谱较细，但下摆的层次较大。
在Black Manharis中，它介于汉宁和汉明之间。
平底上衣的横向宽度较大，但峰值几乎不减小。
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图2
图4显示了1005 Hz正弦波的处理结果。频率偏离了分辨率10 Hz的一半。根据波形切割的时间，不连续性很明显，如图3所示。
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图3
与1002.5 Hz相比，峰值下降幅度更大。
从上到下为矩形、汉宁、汉明、黑曼哈里斯、平顶时间窗的结果。
峰值减少明显，但平底上衣减少较少。
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图4
总结
矩形:
由于不加权，因此用于原始波形开头和结尾为零的一次性信号。锤击试验、接头咬合音等打击试验中必须的窗户。
汉宁:
与哼鸣、布莱克曼哈里斯相比，宽松、下摆的大小均衡。
适用于一般噪音、振动测量。
平顶:
即使信号的频率偏离了FFT分辨率的中心频率，也希望准确地看到峰值时使用。单频信号的信号校正、谐波失真率的测量等，想要正确地调查峰值时使用。
(摘自2020年12月16日发行的电子邮件杂志)
