FFT 后数据的单位是什么?

信息处理 fft 傅里叶变换 物理单位
2022-01-07 06:54:24

磁力计测量磁场的导数,或 dB/dt,输出以微伏 (mV) 为单位。采样率为 128 Hz,所以如果我们收集 2 分钟的数据,2×60×128=15360点(离散情况)。当我对这些时间序列执行 FFT 时,变换后幅度密度的单位是什么?

1个回答

简而言之:如果您直接使用电压输出(此处以微伏为单位),则您的 FFT 幅度也应以mV(微伏)为单位。如果您可以访问传感器校准曲线来转换单位,那么当您查看导数时,FFT 幅度应该以特斯拉每秒 ( T/s ) 为单位。

如果您查看功率密度谱(平方),那么上面的单位也应该平方(mV2或T2/s2)。

现在一般来说,对于给定的单位 U,尽管是伏特 (V)、特斯拉 (T) 等等。FFT 对样本求和xk以原始单位 (U) 乘以无单位复数值(由于离散化)e2πj. 因此,FFT 之后的单位与原始信号的单位相同,即 U

如果取绝对值,同样如此。例如,0-频率指数为您提供信号的 DC 或平均值(或至少它与样本数量成比例,或取决于归一化的平方根)。

相反,连续傅里叶变换将样本乘以复杂的 cisoid 乘以时间微分“求和”(dt):

e2πjx(t)dt

它的单位是 Us(秒)。除非你用一个单位来标准化它,比如在

1Te2πjx(t)dt

在某个时期或时间跨度内“平均”的位置T(以时间为单位),然后结果将具有相同的单位x(t)再次。