Utilisez le fenêtrage, ou des fenêtres de lissage, afin de minimiser la dispersion de spectre liée à des signaux tronqués.

Dispersion de spectre

La dispersion de spectre est un phénomène qui se traduit par une fuite d'énergie spectrale d'une fréquence vers d'autres fréquences. Cette dispersion a lieu lorsque le signal échantillonné ne contient pas un nombre entier de périodes dans la période d'échantillonnage. La technique utilisée pour réduire la dispersion de spectre consiste à multiplier le signal temporel par une fonction de fenêtrage.

La transformée de Fourier discrète (DFT) et la transformée de Fourier rapide (FFT) sont des techniques mathématiques qui expriment un signal donné en une somme des sinus et des cosinus. C'est sur ce principe qu'est fondée l'analyse spectrale. L'utilisation de la DFT/FFT lors de l'échantillonnage d'un nombre non entier de périodes, par exemple 7,5 périodes, renvoie un spectre dans lequel il semble que l'énergie à une fréquence fuit vers toutes les autres fréquences, car la FFT part du principe que les données constituent une seule période d'un signal qui se répète périodiquement. Les discontinuités artificielles apparaissent comme de très hautes fréquences qui ne se trouvaient pas dans le signal d'origine. Comme ces fréquences sont plus hautes que la fréquence de Nyquist, elles apparaissent crénelées entre 0 et fé/2.

Le type de fenêtre qu'il convient d'utiliser dépend du type du signal acquis et de l'application. Pour pouvoir choisir la fenêtre appropriée, vous devez savoir quel type de signal que vous analysez. Le tableau suivant dresse la liste des types courants de fenêtres, des types de signaux appropriés et des exemples d'applications.

Fenêtre Type et description du signal Applications
Rectangulaire (pas de fenêtre) Signaux transitoires plus courts que la fenêtre ; ce type réduit une fenêtre à un intervalle de temps limité Suivi d'ordre, analyse de système (mesures de la réponse en fréquence) avec excitation pseudo-aléatoire, séparation de deux tons dont les fréquences sont très proches l'une de l'autre et dont les amplitudes sont presque les mêmes
Triangulaire Fenêtre ayant la forme d'un triangle Applications à usage polyvalent
Hanning Signaux transitoires qui sont plus longs que la fenêtre Fréquemment utilisée dans le traitement des signaux vocaux
Hamming Signaux transitoires qui sont plus longs que la fenêtre ; version modifiée de la fenêtre de Hanning avec des discontinuités en bordure Fréquemment utilisée dans le traitement des signaux vocaux
Blackman Signaux transitoires ; semblables aux fenêtres de Hanning et de Hamming, mais avec un terme cosinus en plus afin de réduire l'ondulation Applications à usage polyvalent
Profil plat Caractérisée par la plus haute précision d'amplitude de toutes les fenêtres, mais une sélectivité de fréquences limitée Mesures précises d'amplitude mono-ton sans composantes fréquentielles proches
Remarque Vous devrez tester plusieurs fenêtres dans de nombreux cas afin de trouver celle qui convient le mieux, en particulier si ce que vous savez du signal est limité.