DFT的相位信息

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2022-02-11 08:18:01

众所周知,我们可以从输入信号的 DFT 中获得“相位谱”。假设,我们对给定的等间隔采样的 50Hz 交流信号进行 DFT,该信号是一个完整的整个周期,但起始采样点可能在任意点。我从 DFT 得到幅度和相位,但是相位的参考点是什么?

2个回答

对于在 FFT 孔径中严格周期为精确整数倍的信号,FFT 最常见实现的结果的相位 (atan2(imag_component, real_component)) 是相对于点 0 处的窗口边缘(取第一个样本(馈送到 FFT)时的相位)。如果您知道确切的频率和某个时间点的相位,您可以根据需要计算任何其他时间点的相位(如果存在噪声或其他频率估计器误差,则可以在附近的时间点计算)。

然而,对于在 FFT 长度上不是整数周期的信号,在最后一个点和点 0 之间会有一个圆形的不连续性。由于 FFT 是圆形的(圆形基向量的唯一可能性),在一个点的相位测量不连续性可能是不直观的。对于在 FFT 长度上不是严格周期性的正弦波,相位的符号也会在 FFT 结果箱之间翻转,从而导致简单的线性(或其他低阶)相位插值出现问题(例如,用于估计具有箱间频率)。

但是,fftshift 会将相位测量参考移动到 FFT 窗口的中心(点 N/2),此处没有不连续性(假设输入是连续的)。相位的符号将不再保持翻转,从而更容易估计插值相位。

fftshift 可以通过旋转整个输入向量或通过翻转每隔一个 FFT 结果 bin 的相位(旋转 180 度)来完成,并且可能会在 FFT 孔径或窗口的中心产生更有意义的相位参考点.

如果您假设对于给定的 DFT 长度N你的信号是由

x[n]=Acos(2πn/N+ϕ),n=0,1,,N1

即它的周期等于N,则第一个 DFT 系数(从0) 是(谁)给的

X[1]=AN2ejϕ