Hallo,
die Fourier Analyse ist die am meisten angewendete Spektralanalyse um ein Signal in seine Frequenzanteile zu zerlegen.
Sie ist aber auch eine der am meist falsch angewendeten Methoden der Signalverarbeitung.
Der wichtige Satz: "sie gilt nur für periodische, stationäre Signale" also Signale die sich während der Meßdauer weder in Amplitude noch Frequenz verändert haben", ansonsten ist das Ergebnis je falscher, desto mehr davon abgewichen wird. Für nichtperiodische Signale sind andere Transformationen besser geeignet.
Abkürzungen der Fourier Analyse sind die DFT diskrete Forurier Transformation und die FFT Fast Fourier Transformation, letztere hat eine weniger aufwendige Rechenvorschrift und ist für Rechner und deren Speicher gut geeignet.
Die Fourier Transformation liefert im Prinzip ein Diagramm Amplituden vs. Frequenz, das ist die wichtigste Information daraus. Die Phaseninformation liefert sie auch, allerdings wird diese kaum genutzt und schwer (für mich) interpretierbar.
Ich denke mal bestimmt >95% aller Spektral Analyse Meßgeräte, die einen ADC als Eingang benutzen, verwenden nachgeschaltet eine FFT Rechenvorschrift. Analoge Spektral Analyse Geräte ohne digitales Rechenwerk machen auch eine Frequenzanalyse aber auf Basis einer durchstimmbaren analogen Filterschaltung.
Gerätetypen: analog z.B. für NF HP3580A oder viele HF Spektrumanalyzer arbeiten analog.
digital: deine SOundkarte im PC kann mit entsprechenden Programm auch eine FFT aufnehmen.
Beide Verfahren haben ihre Vor- und Nachteile.
Vorteile digital besonders bei NF geht die Analyse Ruck Zuck, bei HF sind (waren) die analogen vorne, das läßt sich nur noch ganz grob pauschal so sagen.
Die Möglichkeiten der digitalen FFT hängt hauptsächlich ab von der Leistungsfähigkeit der ADC Schaltung (Wandlern) und des notwendigen schnellen Speichers, bei schneller Qualität kann das in die zig Zehntausende Euros gehen. NF ist da digital etwas preiswerter.
Mit der Spektralanylse erkennt man z.B. Filterkurven, Klirrfaktoren, Frequenzgänge von Verstärkern, Rauschquellen uvm. oder auch z.B. die Bandbreite eines Verstärkers oder Filters ist so auch erkennbar.
Aus praktischer Sicht ist die Spektralanalyse ist eines der wichtigsten Werkzeuge der Elektrotechnik, sie folgt eigentlich nach dem Arbeiten mit dem Oszi an zweiter Stelle.
Viele Internetartikel und Fachbücher wurden darüber geschrieben.
Gruß Ralf |
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