周波数スペクトル

質問

正弦波・三角波・方形波をスペクトルアナライザを使ってだした周波数スペクトルの値と理論的にフーリエ級数展開によって求めた値が計算してみてもまったく違う値になってしまいます。これはなにが原因なんでしょうか？？？ただフーリエ級数展開するだけでも足りないのでしょうか？

回答No.2

sunspot_number · ベストアンサー

ymmasayanさんの補足要求にあるように測定結果をお示し下さらないと何ともコメント出来かねます。

それとスペクトラム・アナライザの取り扱い説明書に測定誤差が記載されているはずですけどその値より大きくはずれている訳ですか？

それとそのスペクトラム・アナライザは定期的にメーカーの校正を受けていますか？　学校や企業だとちゃんと校正を受けているはずですね。

フーリエ変換の計算がご自身でなさったのでしたら、失礼ですが恐らくはそれに誤りがある可能性が高いと思われます。
そうではなくて本に載っているのを参考になさっているのなら、スペクトラム・アナライザのデシベル表示の値との関係を勘違いなさっているのではありませんか？

お礼

まさにその通りでした、デシベル表示の値と勘違いしていただけです、ありがとうございました。

補足

スペクトルアナライザは学校のものなので大丈夫だと思います。もしかして理論の値をだすにはフーリエ級数展開するだけではダメなのですか？フーリエ変換と書かれているので・・・

回答No.4

sunspot_number

フーリエ変換と書いたのは時間毎のターゲットの値（振幅）をフーリエ級数展開して周波数毎の成分の振幅を求めることです。

先の回答No.2ではスペクトラム・アナライザ（以下スペアナと略す）に視点を置いてしまいましたが、

実験と言う事ですからむしろ発振器の方を重点的に考えないといけないと思います。
＞正弦波・三角波・方形波
とある所からして低周波発振器を使ってFFTアナライザ（FFTスペクトラム・アナライザ）で観測されたのでしょうか？

使用された低周波発振器の取扱説明書をご覧下さい。
最低でも正弦波の各周波数帯域に対する歪み率が載っているはずです。

現実に存在する発振器は理論的に純粋な波形を出せる訳ではありません。
例えば理論的に純粋な正弦波だと高調波（基本波の整数倍の周波数成分）は存在しないはずですが、
現実の発振器では歪みがありますからスペアナで観測すると基本周波数の成分だけでなく２倍、３倍、…、と高調波の成分があるのが観測できます。

同様に発振器は三角波や方形波についても理論的に純粋な波形を出せる訳ではありません。
特に三角波が出せる発振器だとファンクション・ジェネレーターだと想像します。

測定にはスペアナだけではなくてオシロスコープも使ったのでしょうか？
波形を観ないと波形の最大振幅は判りませんよね？
そうなるとオシロスコープの垂直軸の測定誤差も考慮に入れないといけません。

学生であっても今後実験の際には使用した測定器のメーカー名と型番と製造番号と最終校正日時を記録なさるべきです。それと測定器の取扱説明書は積極的に観て（講師や教授に言えば見せてもらえるはずです）理解するようにして下さい。

すみませんが補足要求に対してのご返答を下さいませんか？
回答者側が想像だけで考えをめぐらすのは、はっきり言って無駄に終わる事が多いですしお互い時間の無駄になります。
具体的な測定結果が示されれば即解決になるかもしれません。
特にその仰る「まったく違う値」を具体的にお示し下さらないと。困ります。(^^;

発振器の周波数と振幅の設定値や、実際に使用した発振器とオシロスコープとスペアナのメーカー名と型番と取扱説明書に載っている測定誤差や測定確度を明記して下さい。

お礼

すいません、問題解決しました○デシベル表示になっていなかっただけでした。。。わざわざ答えてくださってありございました。

回答No.3

foobar

＃１、＃２さんが書かれているように、どのような違いがあるか（各成分の比率はあってるけど振幅の絶対値が違う、成分の比率も違う、計算結果には無い周波数成分がある、、）、どれくらいの違いがあるか、を書かれた方が適切なアドバイスが得られやすいかと思います。
また、測定を行った際の条件（信号の周波数、スペクトルアナライザの設定（サンプリング周波数、測定時間、縦軸の表示モード、平均処理の有無など）、使用した信号源)も書かれたほうが良いかと。
(計算結果と測定結果で差が出る原因というのはいくつもあるので。）

お礼

返答ありがとうございました。

回答No.1

ymmasayan

どのように違うのか具体的に書かれたほうが回答を得やすいと思います。

お礼

いち早く返答をくださりありがとうございました。