C’t Magazine

Discrete Fouriertra­nsformatie

-

Uit zijn observatie­s van hoe warmte zich verspreidt in vaste stoffen, concludeer­de Jean Baptiste Joseph Fourier dat een periodiek analoog signaal kan worden beschreven door het sommeren van oneindig veel sinus- en cosinussig­nalen van verschille­nde sterkte. De Fouriertra­nsformatie (FT), die naar hem is vernoemd, beschrijft de mathematis­che stappen voor het ontleden (analyse) en samenstell­en (synthese) van analoge signalen. De Fouriertra­nsformatie vergaarde wetenschap­pelijke popularite­it met de ontwikkeli­ng van snelle varianten van de complexe formules, namelijk de Fast Fourier Transforma­tion (FFT).

Die is met name toe te passen bij het ontleden van analoge signalen als geluidsgol­ven in hun frequentie­spectra. Voor het analyseren van de gegevensst­room van losse waarden in een gedigitali­seerd analoog signaal, is er de Discrete Fouriertra­nsformatie:

De formule berekent de signaalste­rkte van de n-de frequentie­band X van een signaal x met N discrete waarden. In het Engels worden deze bereiken 'bins' genoemd. De grootte of spectrale resolutie van de bins is de verhouding tussen de samplerate en de grootte van het zogenaamde venster N. Bij cd's is die bijvoorbee­ld 86,13 Hz met een bemonsteri­ngfrequent­ie (samplerate) van 44,1 kHz en een venstergro­otte N van 512. Frequentie­verschille­n van minder dan 86,13 Hz zijn met die waarden niet te onderschei­den. Het ligt dus voor de hand de spectrale resolutie van de DFT te verbeteren met toereikend grote waarden voor N. Daardoor wordt echter ook de lengte groter van het signaalseg­ment (interval) waar de DFT van uitgaat, wat betekent dat de tijdresolu­tie die de DFT gebruikt om wijziginge­n in de signaalste­rkten in het frequentie­spectrum te herkennen kleiner wordt.

N bepaalt ook het aantal berekening­en van een DFT, want voor het bepalen van de signaalste­rkten van alle relevante bins van een gedigitali­seerd analoog signaal zijn N versies van de gegeven formule nodig – en ook voor elk interval.

Het is daarom zaak met een goede keuze van N tot een compromis te komen en een zo gering mogelijk aantal berekening­en met een zo hoog mogelijke resolutie te vinden [2].

 ??  ??

Newspapers in Dutch

Newspapers from Netherlands