这就类似于一束白光,其实可以拆解成频率不同的色光叠加而成的。时域信号就是那束白光,棱镜就是FFT,拆解出来的不同颜色的光,就是频域波形的不同频率点上的谱线。
我们用LOTO虚拟USB示波器的OSCA02为例,先测一个标准正弦波的FFT频谱,将时域波形与它对应的频域波形对比看看。
可以看出,一个标准的正弦波,它的FFT频谱就是在对应的频率上的一个高度为正弦波幅值的竖线。
然后我们再测一下一个方波信号对应的FFT频谱的波形:
可以看出方波信号可以拆解成一系列正弦波的叠加,这些正弦波就是频谱波形上的那些小竖线。频率与方波频率相同的正弦波分量我们一般称为基波,频率为3倍的正弦波分量称为3次谐波,然后5次,7次谐波等等一直到无限。
理论上,这个方波是由无限个正弦波分量叠加而成的。工程上,我们其实不需要去处理无限多个分量,因为这样工作量太大且没有必要,一般只是取前多少个分量进行分析处理就可以近似达成目标了。下图所示,一个方波,取前多少个正弦波分量叠加以后变成的不同的方波。可以看到,取的分量数(n)越多越接近原始方波,其他现实波形的道理是一样的。