как это сделано: FFT4096, 100-6500Hz, freq.resolution 0.001Hz, как достигнуто такое разрешение по частоте? Опции

[Ruslan1]

Здравствуйте!

Помогите пожалуйста, спать не могу, все думаю......

Накопал в интернете, не понимаю как сделано. а хочется понять и применить методу.

короткая листовка: http://www.campbellsci.com/documents/produ...es/b_avw200.pdf
полный мануал: http://www.campbellsci.com/documents/manuals/avw200.pdf


Прибор определяет частоту синусоидального сигнала, который может быть в диапазоне 100 - 6500 Гц, с разрешением 0.001Гц и точностью 0.013% от измеренной величины. Указано что используется 4096-точечное FFT. Интересно, что еще кроме упомянутого FFT применяется для получения такого разрешения по частоте?

Как это может быть сделано? Взяли FFT, определили частоту грубо, потом детально обнюхали область вокруг найденной частоты, получили частоту точно?


Что абсолютно точно известно (это физика процесса):
1. Полезный сигнал- честная одночастотная синусоида (дернули струну, потом ищут ее частоту собственных колебаний. то есть это затухающее колебание механической струны, которое преобразовано в электрический сигнал). Шумы возможны.
2. Общая длительность исследуемого сигнала доли секунды (ну пусть 300 ms)


Что говорит изготовитель (интересный текст и какие-то картинки начинаются со страницы 85, еще есть спецификация на странице 9):
1. The AVW200 uses an audio A/D for capturing the sensor’s signal. The number of samples acquired in this period is 4096 points. A Fast Fourier Transform (FFT) algorithm is used to create a frequency spectrum.
2. the spectral analysis gives improved frequency resolution (0.001 Hz rms) during quiet conditions.
3. the AVW200 Fourier transforms the recorded response and analyzes the resulting spectrum to determine the wire’s resonant frequency. This analysis also provides diagnostic information indicating the quality of the resonant-frequency measurement.
4. Measurement resolution: 0.001 (Hz RMS)
5. Accuracy basic: +/- 0.013% of reading.
6. DF measurement time between 1.6 to 1.8 second
7. SYSTEM: PROCESSOR: Hitachi H8S 2324 (16-bit CPU with 32 bit internal core), MEMORY: Either 128 or 512 kbytes of SRAM; 2 Mbyte of OS Flash
8. частоту проца не знаю, но пишут про дополнительный ток потребления во время измерения 27mA@12V. Судя по даташиту проца получается что используется он по максимуму, 25 МГц тактовой.


Сразу оговорюсь, как учили меня 20 лет назад в институте так с тех пор ни разу ничего толком кроме чужой математики для ЦОС не применял. В-общем валенок и может быть это нужно в раздел для начинающих перетащить если что-то понятное любому ЦОС-нику спрашиваю.

[Dmitry Valento]

Как я уже писал, для меня ЦОС это новая область. Я уже не говорю о том, что Матлаб впервые установил дней десять назад.
До всего дохожу в рабочем порядке, читая форумы и интернет-ресурсы. В результате родился этот файл [attachment=54832:testing_...al_data2.txt] (нужно переименовать в *.m). ниже привожу его же.

Ruslan1, подскажите пожалуйста адреса ресурсов, где вы нашли функции по вычислению окна Гаусса и гаусовской интерполяции.
К примеру, на сайте http://www.dsplib.ru/content/winadd/win.html указана немного другая формула по вычислению коэффициентов окна Гаусса.

Просто я попробовал применить ваш алгоритм на С++ на реальном сигнале от гитары, так он выдает всегда результат интерполяции на 0,5 больше чем исходная частота.
В математике я слаб, но ваш метод интерполяции мне показался уж очень простым

[Ruslan1]

Ruslan1, подскажите пожалуйста адреса ресурсов, где вы нашли функции по вычислению окна Гаусса и гаусовской интерполяции.

http://www.nicholson.com/rhn/dsp.html - там есть подборка ресурсов на тему уточнения FFT
http://www.mathworks.com/help/toolbox/signal/gausswin.html

К примеру, на сайте http://www.dsplib.ru/content/winadd/win.html указана немного другая формула по вычислению коэффициентов окна Гаусса.

Да каких только формул я не видел, пока искал
Я уже писал, что не уверен в том, что мой вариант верный. Но матлаб для меня это авторитет, а у него внутренняя функция так же работает как я считаю.

Просто я попробовал применить ваш алгоритм на С++ на реальном сигнале от гитары, так он выдает всегда результат интерполяции на 0,5 больше чем исходная частота.
В математике я слаб, но ваш метод интерполяции мне показался уж очень простым

0.5 Гц? странно, о такой разнице я еще не слышал. Можно исходники и окна и интерполяции в студию? И файл с исходным оцифрованным сигналом, очень интересно.....
Если на 0.05 Гц- это уже ближе к телу....

Сначала я в одном источнике прочитал что точнее будет, если логарифмическую кривую аппроксимировать параболой, а потом совсем в другом месте прочитал что это и есть гауссовская интерполяция.