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在“Reference”(参考电平)栏可以填入任意值来作为参考电平。而“FFT Size”(FFT样本数)可以设置FFT分析的样本数值,即将每秒长度的波形分成若干份来分析。当然数值越高,频率分辨率越高,最高可以设到65536(这时可以将48 KHz取样的波形精确到0.732 Hz的步长来分析)。滤波类型选择窗口可以选择五种FFT分析滤波窗口类型。不同的窗口具有不同的特性,可以参考软件帮助文件使用,一般我们用“Blackmann-Harris”即可。点击“Copy to Clipboard”按扭可以将频谱分析数据拷贝到剪贴板。然后你可以将它粘贴到其它软件中进行处理,例如微软的Excel电子表格软件就可以很好地处理。不过这时我们一般不要将“FFT Size”设得太大,否则数据量庞大,处理不便。 3. 解读频谱分析结果

你是否对上述扫频频谱分析结果感到迷惑不解?明明我们产生扫频时设定的波形幅度是恒定的,为什么分析结果却成了随频率增加而衰减?要揭开这个迷团,必须对FFT频谱分析的实质有深入的了解。

与传统的模拟频谱分析仪不同,计算机FFT频谱分析是基于“能量累积”的计算而得到的,由标准的FFT计算公式就可以看到它是一个相对于时间的积分公式。对于对数扫频这样频率成分比例随时间变化的信号,后期分析是针对整段波形的,其结果就是谱线幅度由该频率波形所占时间比例来决定,因此产生上述的结果。如果扫频是线性扫描的,结果自然就是一条水平直线。这是Adobe Audition的后期分析特点。其优点是对硬件要求低而可以慢慢分析,得出精确的分析结果。如果用实时分析,精确分析对硬件速度要求是比较高的。我们应该用“能量”的观点来解读分析结果。即频谱曲线指示出一段信号中各频点的能量分布情况。对此我们要有清醒的认识,否则会做出错误的判断,得到错误的结论。特别的对于音乐信号,高频段所占能量比例一般不大,却可能出现幅度相当大的尖峰。

如果是实时分析模式(即“频谱显示”模式的样子,可惜精确分析时不具备该功能,要得到精确的实时分析结果,还需要用到本系列软件的下一个更专业的软件),对数扫频与线性扫频结果就是一样的,只不过扫描速度有差别而已,跟模拟频谱仪的等带宽滤波分析一样。如果各信号成分是同时给出的,并且是均匀分布的,例如粉红噪声、白噪声、复合音、调频信号,实时分析与后期分析的结果就一样了。 4. 频谱分析示例

了解了软件的操作技巧和分析特征,有助于充分了解实践中的分析结果。现在就让我们来做几个常见波形的频谱分析实验。图8是100Hz三角波的频谱。奇数倍的谐波幅度以-12dB/oct(每倍频程-12dB)的斜率衰减。

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图8

图9是100Hz方波的频谱。奇数倍的谐波幅度以-6dB/oct(每倍频程-6dB)的斜率衰减。

图9

图10为粉红噪声频谱。频率成分是连续的,以-3dB/oct(每倍频程-3dB)的斜率衰减。

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图10

再看看调制波形的频谱。用《妙用Adobe Audition:万能信号发生器》一文中介绍的方法生成基频1000Hz、调制频率和调制范围50Hz的调制波形,频谱特性图11。这是一个调频/调幅波形的频谱。可以看到实际发生了基波与调制频率的二、三次谐波调制,如果调制范围选得大,谐波将增加很多,频率组件的幅度对比也会发生很大变化。

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图11

图12是过零调幅波形的频谱。频谱成分很纯,只有基频加减调制频率得到的两个值。

图12

到这里我们必须澄清一个问题,即标准的调频、调幅波到底是怎样的?为什么上述生成的调频、调幅波没有给出纯粹的单频调制结果?根据电子学的相关知识,对于调频波,是不可能产生纯粹的单频调制的,只能靠缩小调制带宽的方法来尽量抑制谐波调制(调制带宽与调制频率的比值称为调制系数,模拟调频广播实用中远小于1),但结果是调制频率与载波频率的幅度比大幅缩小,效率降低。图13就是将上述波形的调制范围缩小到5Hz时的频谱。谐波调制成分少了,但信号/载波的比率已经降低到-24dB以下。

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