ГОСТ Р ИСО 13373-2—2009
Следует отметить, что вид боковых полос несет ту же информацию, что и спектр огибающей сигнала
при его анализе во временной области.
4.3.7 Наложение спектров
Эффект наложения спектров заключается в появлении в спектре ложных частотных составляющих,
что имеет место, когда частотадискретизации цифрового анализатора ниже необходимой, чтобы адекватно
описать анализируемый сигнал. Это похоже на то. как вращающийся диск кажется неподвижным, если
частота стробоскопа (аналогичнаячастотедискретизации сигнала)точно совпадает с частотой вращения, а
если совпадение неточное, тодиск кажется медленно вращающимся. Аналогично, если выборки сигнала
брать через слишком большие интервалы времени, то в спектре сигнала появится несуществующая в
действительности составляющая низкой частоты. Данный эффект устраняется, если перод процедурой
выборки сигнал пропуститьчерез фильтр нижних частот, подавляющий составляющие сигнала с частотами
выше половины частоты дискретизации (антиалайзинговый фильтр).
Сказанное проиллюстрировано на рисунке 19. Из рисунка видно, что частота дискретизации менее
половины частоты высокочастотного сигнала. В результате вместо реального высокочастотного сигнала
анализу будет подвергнут его «двойник» в низкочастотной области, построенный по тем же выборочным
значениям сигнала (на графике они обозначены светлыми кружками).
х
X — время. У — значение сигнала; а — 3-я гармонии! оборотной частоты; £> — 13-я
гармоника оборотной частоты, с — 3 я и 13-я гармоники оборотной частоты с совпа
дающими выборочными значениями сигнала
Рисунок 19 — Эффект наложения спектров
Если половинная частотадискретизации, называемая частотой Найквиста, точно совпадаете макси
мальной частотой реального сигнала, то. теоретически, выборка несет полную информацию об исходном
сигнале. На практике, как правило, частоту дискретизации выбирают более высокой (обычно в 2.56 раза
выше максимальной частоты сигнала), принимая во внимание, что антиалайзинговый фильтр имеет неиде
ально резкую характеристику слада.
Современные цифровые анализаторы содержат встроенные фильтры для защиты от наложения спек
тров. позволяющие подавлять все частотные составляющие выше 40 % частоты дискретизации до выпол
нения процедуры оцифровки сигнала, тем самым исключая эффект наложения спектров. Тем не менее,
специалист должен перед началом исследования убедиться в том. что такой проблемы действительно не
существует.
17