技术文章
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Tiepie 系列高速据采集卡进行快速傅里叶变换FFT
快速傅里叶变换
FFT I /O 对信号执行频谱分析。FFT 对象通过 快速傅里叶变换（一种计算离散傅里叶变换 (DFT) 的有效算法）将时域信号转换为频域信号。FFT I/O 的输出可以连接到带有频率刻度的图形或空图形。频谱中每个箱的幅度表示该频率分量的幅度。
FFT I/O 的典型应用是创建频谱分析仪来检查系统的频率响应或检查系统中的谐波失真。
要将频谱转换为密度频谱， 可以在 FFT I/O 之后连接增益/偏移 I/O 。启用其频谱到密度设置，将幅度谱转换为密度谱。
特性
为了控制 FFT I/O 的行为，可以使用多个属性。这些可以通过在对象树中右键单击 I/O 时显示的弹出菜单进行访问。还可以通过其设置窗口访问属性，在对象树中双击 I/O 时会显示该窗口。要打开对象树，请单击 显示对象树按钮。
默认情况下，设置窗口仅显示最常用的设置。勾选“高级”后，将显示包含所有设置的扩展窗口。另请参阅程序设置。
窗户
快速傅立叶变换将输入信号视为周期性信号。换句话说，它假设信号是无限长的一系列重复记录。实际上，大多数记录不包含整数个信号周期。因此，如果记录的末尾连接到开头，就会出现不连续性，从而导致结果频谱中出现额外的频率分量。这种效应称为频谱泄漏。
为了最大限度地减少频谱泄漏的影响，FFT 的输入记录可以与Window相乘。这称为窗口化。FFT I/O 的菜单中可以选择多个窗口，它们基本上都执行相同的操作：它们使记录的边缘更平滑，从而使不连续性更小。在大多数情况下，Blackman-Harris窗口将给出最佳结果。但是，如果您的数据包含整数个周期，则矩形（无窗口）窗口将给出最佳结果。以下窗口函数可用于 FFT 模块：
长方形
汉宁
汉明
巴特利特
帕森
韦尔奇
布莱克曼
布莱克曼-哈里斯
平顶
纳托尔
布莱克曼-纳托尔
测量数据范围
计算 FFT 的数据范围可以设置为以下设置之一：
所有样本：使用前样本和后样本来执行 FFT 计算。
仅后样本：仅使用后样本执行 FFT 计算。（默认）
仅预样本：仅使用预样本执行 FFT 计算。
将数据大小限制为 2 的幂
FFT I/O 支持两种算法来确定频谱。一种算法可以使用任意数量的样本来计算频谱。另一种算法要求样本数量为2的幂：例如512、1024、2048等。对样本数量有限制的算法速度更快，另一种算法可以确定更准确的测量频谱。信号，因为它可以使用所有样本。
启用设置“将数据大小限制为 2 的幂”将使 FFT I/O 使用更快的算法，其中使用所选数据范围中最大可能的“2 的幂”数量的样本。禁用该设置时，将使用整个选定的数据范围。
通用属性和操作
请参阅公共属性和操作。
局限性
对非常大的数据集执行 FFT 运算可能非常耗时且消耗内存。在某些情况下，可能无法使用选定的记录长度和预触发设置以及计算机中的可用 RAM 执行 FFT 操作。在这种情况下，软件会将已使用的样本数裁剪为可用于 FFT 运算的最大样本量。具有相同设置的所有后续测量将使用相同的有效样本量进行 FFT 操作。
为了避免这种情况，请使用以下一项或多项建议：
将预触发设置为零或将 FFT 测量数据范围设置为所有样本。
启用 FFT将数据大小限制为 2 的幂
相关信息
增益/偏移
增益/偏移 I/O 将信号与恒定增益因子相乘，并添加恒定偏移。
窗户
窗口 I/O 将窗口函数应用于其输入信号。
占空比
占空比 I/O 决定信号的占空比。
有效值
RMS I/O 确定信号的真实均方根值。
最大限度
最大 I/O 决定信号的最大值。
最大 - 最小
最大 - 最小 I/O 确定信号的最大-最小值或峰峰值。
最低限度
最小 I/O 确定信号的最小值。
相位差
相位差 I/O 确定其两个输入信号之间的相位差。
电磁干扰
EMI I/O 创建了一个可用于 EMI 预一致性测试的环境。
FFT I /O 对信号执行频谱分析。FFT 对象通过 快速傅里叶变换（一种计算离散傅里叶变换 (DFT) 的有效算法）将时域信号转换为频域信号。FFT I/O 的输出可以连接到带有频率刻度的图形或空图形。频谱中每个箱的幅度表示该频率分量的幅度。
FFT I/O 的典型应用是创建频谱分析仪来检查系统的频率响应或检查系统中的谐波失真。
要将频谱转换为密度频谱， 可以在 FFT I/O 之后连接增益/偏移 I/O 。启用其频谱到密度设置，将幅度谱转换为密度谱。
特性
为了控制 FFT I/O 的行为，可以使用多个属性。这些可以通过在对象树中右键单击 I/O 时显示的弹出菜单进行访问。还可以通过其设置窗口访问属性，在对象树中双击 I/O 时会显示该窗口。要打开对象树，请单击 显示对象树按钮。
默认情况下，设置窗口仅显示最常用的设置。勾选“高级”后，将显示包含所有设置的扩展窗口。另请参阅程序设置。
窗户
快速傅立叶变换将输入信号视为周期性信号。换句话说，它假设信号是无限长的一系列重复记录。实际上，大多数记录不包含整数个信号周期。因此，如果记录的末尾连接到开头，就会出现不连续性，从而导致结果频谱中出现额外的频率分量。这种效应称为频谱泄漏。
为了最大限度地减少频谱泄漏的影响，FFT 的输入记录可以与Window相乘。这称为窗口化。FFT I/O 的菜单中可以选择多个窗口，它们基本上都执行相同的操作：它们使记录的边缘更平滑，从而使不连续性更小。在大多数情况下，Blackman-Harris窗口将给出最佳结果。但是，如果您的数据包含整数个周期，则矩形（无窗口）窗口将给出最佳结果。以下窗口函数可用于 FFT 模块：
长方形
汉宁
汉明
巴特利特
帕森
韦尔奇
布莱克曼
布莱克曼-哈里斯
平顶
纳托尔
布莱克曼-纳托尔
测量数据范围
计算 FFT 的数据范围可以设置为以下设置之一：
所有样本：使用前样本和后样本来执行 FFT 计算。
仅后样本：仅使用后样本执行 FFT 计算。（默认）
仅预样本：仅使用预样本执行 FFT 计算。
将数据大小限制为 2 的幂
FFT I/O 支持两种算法来确定频谱。一种算法可以使用任意数量的样本来计算频谱。另一种算法要求样本数量为2的幂：例如512、1024、2048等。对样本数量有限制的算法速度更快，另一种算法可以确定更准确的测量频谱。信号，因为它可以使用所有样本。
启用设置“将数据大小限制为 2 的幂”将使 FFT I/O 使用更快的算法，其中使用所选数据范围中最大可能的“2 的幂”数量的样本。禁用该设置时，将使用整个选定的数据范围。
通用属性和操作
请参阅公共属性和操作。
局限性
对非常大的数据集执行 FFT 运算可能非常耗时且消耗内存。在某些情况下，可能无法使用选定的记录长度和预触发设置以及计算机中的可用 RAM 执行 FFT 操作。在这种情况下，软件会将已使用的样本数裁剪为可用于 FFT 运算的最大样本量。具有相同设置的所有后续测量将使用相同的有效样本量进行 FFT 操作。
为了避免这种情况，请使用以下一项或多项建议：
将预触发设置为零或将 FFT 测量数据范围设置为所有样本。
启用 FFT将数据大小限制为 2 的幂
相关信息
增益/偏移增益/偏移 I/O 将信号与恒定增益因子相乘，并添加恒定偏移。
窗户窗口 I/O 将窗口函数应用于其输入信号。
占空比占空比 I/O 决定信号的占空比。
有效值RMS I/O 确定信号的真实均方根值。
最大限度最大 I/O 决定信号的最大值。
最大 - 最小
最大 - 最小 I/O 确定信号的最大-最小值或峰峰值。
最低限度最小 I/O 确定信号的最小值。
相位差相位差 I/O 确定其两个输入信号之间的相位差。
电磁干扰EMI I/O 创建了一个可用于 EMI 预一致性测试的环境。
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