周波数分析について教えて下さい。

質問

周波数分析について教えて下さい。

1～50Hzの範囲で周波数分析をしたいと考えています。この場合、サンプル取り込み時間は最低限何秒くらい必要でしょうか？
１Hzまで周波数分析したい訳ですから、最低限1秒間分のサンプルをとらなければいけない事は分かるのですが、実用的にはどれ位の時間が目安になるのでしょうか？

高い周波数を分析する場合は、『サンプリング周波数を分析したい周波数の2倍以上にする。』という目安がありますが、低い周波数を分析する場合の実用的な目安、条件等あれば情報を下さい。

以上

回答No.2

k_kota · ベストアンサー

まあ、ありがちなDFTとかだと、窓長が周波数の分解能になります。
1秒データを取れば1Hz刻で分析を掛けられます。
逆を言えば1.2と1.6の区別をしたいなら分解能が足りません。
10秒取ればそこらへんはきれいに分けられるでしょう。

その他にも窓関数を使ったりする方法もありますし、
外挿とか内挿とか使う方法もあります。
いずれにせよ基本的には細かく長くデータを取っておくのがいいと思います。

後はちゃんと理解すれば自然に答えは出ます。

ある程度やれば問題に合う合わないはすぐ分かります。
意味のない分析にならないよう考えて下さい。

お礼

回答ありがとうございました。
お礼が遅れ申し訳ありませんでした。

回答No.5

noname#178894

FFTをかけて信頼できるデータで読み取りたいという意味ですよね？
だいたい4倍から20倍くらい余裕を持って測定した方が無難です。

お礼

回答ありがとうございました。
お礼が遅れ申し訳ありませんでした。

回答No.4

正親町（@Ohgimachi）

>1～50Hzの範囲で周波数分析をしたいと考えています。

一見簡単そうで実は激ムズです。教科書どうりに製作しようとすると

(１) 低速のサンプリング周波数
数百Ｈｚでジッタ（周波数のゆらぎ）が少ないクロックを作るのは難しいですよ。安定した水晶振動子は数十ＫＨｚ以上なので、それを何段も分周するとジッタが大きくなります。

(２) アンチ・エイリアス (anti-aliasing)フィルタの設計
１～５０Ｈｚのバンドパスフィルタは、安定して動作するものを作ろうとすると、素子のコンデンサと抵抗の値が大きくなって極めて不安定になります。また温度の影響を受けやすくなります。

そういうことで、アナログ回路にジャブジャブお金をつぎ込まないと、計測器としては動作しません。

私が設計するのであれば、コストを考えて数ＫHzでサンプリングして、あとはデジタル処理をします。
大容量のメモリが必要ですが、低周波で安定動作するアナログ回路を作るより遙かに安くあがります。

お礼

回答ありがとうございました。
お礼が遅れ申し訳ありませんでした。

回答No.3

foobar

＃２さんもかかれていますが、周波数の分解能がどれくらい必要かによります。
たとえば、0.1Hzの分解能が必要なら、最低限その逆数の10秒分のデータが必要になります。
また、収集データの両端の影響を避けるためには、それの数倍程度のデータを収集するほうがよい場合もあります。（窓関数をかけたりする処理を行うと、ピークの幅が広がるので、幅が広がっても必要な分解能を確保しようとすると、その分長時間のデータが必要になります。）

お礼

回答ありがとうございました。
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回答No.1

MOMON12345

周波数成分を調べるのならばナイキスト周波数、すなわち最大計測周波数の2倍以上でサンプリングすればいい事になります。
50Hzですから、その2倍の100Hzでサンプリングですね。
もし50Hz以上の成分が入ってくるような場合は、折り返して来ますのでフィルタを使うかサンプリング周波数を上げる必要があります。
また位相を測定しようとする場合は、当然のことながらその位相分解能分のサンプル数が必要になります。

総サンプル数をどの程度にするかは、その計測結果をどのように分析するかにもよります。
以下が参考になるかも知れません。
http://www.onosokki.co.jp/HP-WK/c_support/newreport/analyzer//FFT3/fft_5.htm

お礼

回答ありがとうございました。
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