式中,M为采样周期数,必须为奇数。
N为总采样点数,对于FFT算法其值必须为2的幂。
fT为输入模拟正弦波的频率。
fs为采样频率。
为了得到最佳测试结果,测试过程中所选的M与N的值必须要加以限制。为了保证采样数据集端点相匹配,M必须选正整数;FFT算法本身要求采样点数值为2的幂;为获得最佳测试效率和减少测试时间,M和N要求不可约分。而且为了保证FFT变换一定的故障覆盖率,N取值不能太小。
由Nyquist采样定理,采样频率至少是测试信号频率的2倍,才能保证采样不失真。但我们在这种测试中采样频率远大于输入信号频率,所以可以不考虑Nyquist频率的影响。
衡量A/D动态性能的指标有:信号噪声比(SNR)、信号噪声失真比(SINAD)、谐波总失真(THD)、寄生动态范围(SFDR)、交调失真(IMD)等。在计算出A/D转换的频谱后,这些参数按定义都很容易计算。计算中的谐波分量一般要求算到六阶。
例如对于A/D转换存在的量化误差,可以用信号噪声比(SNR)这个参数计算A/D由量化误差引入的噪声背景。
而SNR理论上的计算公式为:SNR=6.02n+1.76(dB),因为噪声分量中除了量化噪声,还有其它噪声,实际测量结果会比这个值稍低一点。
关于FFT变换的计算,在Labview的功能菜单中,选Analysis下的Digital Signal Processing子菜单,可有Real FFT、Auto Power spectrum等模块供选用,以进行变换和参数计算。程序编写可以参照Labview 安装目录下Examplesanalysismeasuremeasxmpl.llb中的THD.vi程序。