从噪声数据中获取FFT频率？

Question

我有一个数据阵列（大小为128），我正在使用FFT。我试图通过FFT频谱找到数据的频率。问题是公式<div class="col-md-12 aboutUs-ph padT10 content-ph_abt" ng-repeat="content in aboutList"> <div class="col-md-2 form-group" ng-if="content.image"> <img src="{{content.image}}" class="img-responsive" /> </div> <div class="col-md-9"> <span class="guidedTourText"><b>{{content.title}}</b></span> <br> <span>{{content.description}}</span> </div> </div> 似乎不起作用。我的数据非常嘈杂，我不知道是因为我的数据是嘈杂还是因为我做错了什么。以下是我的原始数据：

这是变换产生的频谱：

我在索引4处得到两个相等幅度的最大峰值，在输出数组中得到128。数据的频率应该在1.1333 Hz左右，但是当我使用公式时，我得到5-6或完全错误的值：

freq = i * Fs / N

其中freq = i * Fs / N; 是最大幅度峰值的数组索引，i是以Hz为单位的采样率，Fs是数据大小。

使用我的数据，你会得到N = 0.37 Hz，这与预期完全不同。

如果我的计算是正确的，有没有办法改善我的数据？或者，我对频率的计算是否不正确？

Answer 1

让我们首先确保您正在查看实际的幅度。 FFT将返回与每个频率仓相关联的复数值。这些复数值通常由两个值表示：一个用于实部，另一个用于虚部。然后可以通过计算sqrt(real*real+imaginary*imaginary)来获得频率分量的大小。

这应该给你一半的值和相应的光谱（用分贝表示的幅度）：

正如您所见，0Hz附近有一个强峰。这与具有较大平均值的原始数据一致，以及从时间0到约4.2s的增加趋势（两者都大于振荡和振幅）。如果我们要删除这些低频贡献（例如截止频率约为0.25Hz的高通滤波器），我们会得到以下波动数据：

与相应的光谱：

正如您所看到的，在箱11中可以更容易地观察到振荡频率，这使您freq = (11 * 11.9) / 128 = 1Hz。

但是请注意，删除这些频率成分低于0.25HZ是否是数据的改进取决于这些频率成分是否对您的应用程序感兴趣（可能不是因为您似乎对相对感兴趣更快的波动）。

Answer 2

您需要在FFT之前移除DC偏置（所有样本的平均值），以测量0 Hz附近（或FFT第0个结果仓附近）的频率。在去除直流偏置之后和FFT之前应用窗函数（von Hann或汉明窗）也可能有所帮助。