윈도윙
- 업데이트 날짜:2024-11-06
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윈도윙, 즉 윈도우 평활화를 사용하여 잘린 웨이브폼과 관련된 스펙트럼 누출을 최소화합니다.
스펙트럼 누출
스펙트럼 누출은 측정된 스펙트럼 에너지가 한 주파수에서 다른 주파수로 이동하는 동안 누출되는 현상입니다. 이 현상은 샘플 시간 동안 수집된 샘플 웨이브폼이 정수의 사이클 개수를 포함하지 않을 때 발생합니다. 스펙트럼 누출을 줄이기 위해 사용되는 기술은 시간 영역 웨이브폼에 윈도우 함수를 곱하는 것입니다.
이산 푸리에 변환(DFT)과 빠른 푸리에 변환(FFT)은 주어진 신호를 사인과 코사인의 합으로 푸는 수학적 기술입니다. 이는 스펙트럼 분석의 기초입니다. 7.5 사이클 등 정수가 아닌 사이클 개수를 샘플링할 때 DFT/FFT를 사용하면 한 주파수의 에너지가 다른 모든 주파수로 누출되는 것처럼 보이는 스펙트럼을 반환합니다. FFT는 데이터가 주기적으로 반복하는 웨이브폼의 단일 주기라고 가정하기 때문입니다. 신호를 인공적으로 단절하게 되면 원래 신호에 없었던 매우 높은 주파수가 나타납니다. 이러한 주파수가 나이퀴스트 주파수보다 높기 때문에 0와 fs/2 사이에 앨리어스되어 나타납니다.
사용하는 윈도우의 타입은 수집하는 신호 타입과 어플리케이션에 따라 달라집니다. 올바른 윈도우를 선택하려면 분석하는 신호에 대한 지식이 필요합니다. 다음 테이블은 일반적인 윈도우 타입, 적절한 신호 타입, 예제 어플리케이션을 나열합니다.
윈도우 | 신호 타입과 설명 | 어플리케이션 |
---|---|---|
사각형(윈도우 없음) | 윈도우의 길이보다 짧은 과도 신호; 윈도우를 유한한 시간 간격으로 자릅니다. | 순서 추적하기, 유사 난수 구동에 의한 시스템 분석(주파수 응답 측정), 매우 가까운 주파수와 거의 같은 진폭을 가진 두 톤의 분리 |
삼각형 | 삼각형 모양의 윈도우 | 일반적인 목적의 어플리케이션 |
해닝 | 윈도우의 길이보다 긴 과도 신호 | 음성 신호 처리에 자주 사용됨 |
해밍 | 윈도우의 길이보다 긴 과도 신호; 에지에서 비연속적인 해닝 윈도우의 수정된 버전 | 음성 신호 처리에 자주 사용됨 |
블랙맨 | 과도 신호, 해닝 및 해밍 윈도우와 비슷하나 리플을 줄이기 위해 하나의 코사인 항 추가 | 일반적인 목적의 어플리케이션 |
플랫 탑 | 진폭 정확도가 가장 뛰어난 윈도우이나 선택할 수 있는 주파수가 제한됩니다 | 근처에 주파수 성분이 없는 경우에 정확한 단일 톤 진폭 측정 |
노트 신호에 대한 충분한 지식이 없을 경우도 많으므로 여러 다른 윈도우를 테스트하여 가장 적합한 윈도우를 찾아야 합니다.