使用 FFT bin 功率进行包络跟踪 -> 调制传递函数的低通效应

信息处理 fft 调制
2022-02-11 23:03:44

我通过对一些 FFT bin 功率求和并取平均值来推导信号的时间包络(在特定频带中),我逐帧、加窗和一些重叠进行 FFT。

请帮助我理解以下内容:当信号的包络变化缓慢(比如 5 Hz)时,我可以很好地跟踪包络。然而,当包络以更高的频率调制时,例如 100 Hz,检测到的包络的动态范围和幅度会大大降低。

因此这种方法的调制传递函数(MTF)具有低通外观。

我试图了解这种低通滚降效应的原因及其背后的数学原理。我知道发生了什么,但我无法清楚地概念化根本原因。还应该可以得出一个关于 MTF 斜率的数字。

提前致谢!

全科医生,

编辑1:感谢您的回答。我无法发布图片,因为我显然是新用户。所以这里有一个链接:Link你在左边看到输入信号是 5 Hz 调制的 4 kHz,我需要一些 fft bin 功率来跟踪 5 Hz 包络,它工作正常。但是在 75 Hz 调制时(右),包络的幅度和动态范围会减小,并且随着调制频率的增加(低通效应)会变得更糟。这就是我想弄清楚的:这种效果来自哪里?是因为我在使用垃圾箱的电源时破坏了相位信息吗?在计算 FFT 之前,我在时域输入帧上应用了一个 hann 窗口。

1个回答

任何一组数据的 FFT 成帧都是平均滤波器或 FIR 滤波器的一种形式,因此将在某些包络频率范围内具有低通滤波效果。您可以通过将 FFT 窗口视为 FIR 滤波器内核并计算其频率响应来理解这种效果。

如果您的 FFT 窗口的宽度接近 5 Hz 的周期,那么您将处于滤波器滚降区域。您可以尝试更短的窗口,补偿窗口滚降,如果您感兴趣的频率完全在窗口的通带内,可能使用“平顶”窗口,或者使用另一种形式的包络跟随器,它没有内在的滚动- 在感兴趣的区域关闭。