原创 LabVIEW的信号分析和处理常识

1、能够正确显示信号而不发生畸变的最大频率叫做Nyquist频率，它是采样频率的一半。 
2、信号中所包含的频率高于Nyquist频率的成分，将在直流和Nyquist频率之间发生畸变，称为混叠（alias） 。 
3、混频偏差（alias frequency） ＝ABS（采样频率的最近整数倍－输入频率） 
4、解决方案 
在A/D前加入低通滤波器，将信号中高于Nyquist频率的信号成分滤去，称为抗混叠滤波器 
5、好了现在我们知道什么是混叠、什么是抗混叠滤波器了，“如果高于采样频率的频率不被混叠到我所关心的频带附近”是不可能的，所以必须要设置低通滤波，通常NI的SCXI和SCC产品都具有滤波，而且多数的采集卡都具有滤波功能。

什么是时频分析

观察信号的时域波形可以看到信号幅度随时间的变化，但不知道信号的频率。作频域分析可以观察到信号在频域的分布，却不知道每个频率成分出现的时刻。典型的频域分析是fft，它本质上是通过选取正弦余弦函数（实际是复函数）作为基函数，观察信号在各个基上的投影。 

fft的基函数是单频函数，在频域上有限宽，在时域上无限长。时频分析就是要选取一组在时域和频域上都有限的基函数，观察信号在其上的投影。得到信号在时域和频域的联合分布。各种时频分析方法区别在于选取不同的基函数。最简单的时频分析方法就是短时复立叶变换(STFT)。小波变换本质上也属于时频分析。

一个FIR滤波幅频响应的问题

问：
我在LV中调用滤波模块进行FIR滤波处理 
采用低通或则带通滤波 
这样在滤波模块的幅频响应方面就遇到一些问题: 
当通带截止频率高而且通带宽的时候 
幅频响应接近1 
当截止频率低时候幅频响应就很小 
比如我处理这样的信号:谐波信号,峰值2-3,谷值0-1,工频25Hz左右,采样频率10KHz 
通带是21-29,则滤波后的信号峰值变成0.2左右,谷值0.1以下 
而我必须观察峰值的情况, 
所以就感觉麻烦 

答：
从10k采样的信号里，提取21~29Hz范围的信号，并不是件很容易的事情。或者说，是不合理的事情。如果你关心的是这个频率范围的信号，用100Hz采样就足够了。片面的认为采样率越高越好，只会给自己带来麻烦。 

一个能达到你所要求效果的FIR滤波器，至少在4000阶以上。如你只用了101阶，得到这样的结果，也就不足为怪了。 

下图是一个4812阶的FIR滤波器的频响。阻带截止频率为17Hz,33Hz;通带截止频率是22Hz,28Hz。通带和阻带的纹波都是0.01。