解析機能:周波数解析ウィンドウ(FFT)

周波数解析ウィンドウについて

周波数解析ウィンドウ は系列データにスペクトル解析を行い、周波数解析をする機能です。
周波数解析ウィンドウ はツールバー の fig から表示することができます。

fig から周波数解析ウィンドウを追加 をクリックしてください。
fig

波形を追加するには2つの方法があります。

追加ボタンから波形を追加する
周波数解析ウィンドウ の ＋ボタン をクリックしてください。
Time Domain Chart内にある波形のリストが表示されますのでその中からスペクトル解析を行う波形を選択し、追加ボタンをクリックしてください。
Time Domain Chartから直接追加する

Time Domain Chartからスペクトル解析を行いたい波形を周波数解析ウィンドウ にドラッグアンドドロップすることで波形を追加することができます。

X軸自動調整 、Y軸自動調整　が　マニュアル の場合
チャート内の軸をドラッグすることで、波形を移動させることができます。

波形の追加操作を行うことで同じチャート内で複数の波形を比較することができます。

Y軸の値は大きさの変換から行うことができます。

None	Normalized	Level

そのまま出力しています。定義式は下記を参照してください。	物理単位が異なる系列を比較する際に効果的です。定義式は下記を参照してください。	基準となる物理量に対するその物理量の比を対数で表します。定義式は下記を参照してください。

変換の定義式

Noneの定義式

以下の式から複素数を算出します。 $Y(k) = \sum_{j=1}^{n}X(j)W_n^{(j-1)(k-1)}$

$X(j) = \frac{1}{n}\sum_{j=1}^{n}Y(k)W_n^{-(j-1)(k-1)}$

$W_n = e^{(-2\pi i)/n}$

なお、nはX、Yの長さであり、
Wnは1のべき根となります。
1.　で算出された複素数Y(k)の大きさを二乗してサンプル数 nで除算し、X軸に対して正規化をかけます。これが大きさをの変化をさせていない、Y軸の値となります。

$Y_m(k) = |Y(k)|$

$Y_p(k) = \frac{Y_m(k)^2}{n}$

Normalizedの定義式

Normalizedは Noneで算出されたypをY軸に対して正規化したものとなります。

$Y_n(k) = \frac{Y_p(k)}{Y_{pmax}(k)}$

Levelの定義式

Levelは Noneで算出されたypをレベル表現したものとなります。

$Y_n(k) = 20\log{Y_p(k)}$

系列一覧の表示情報は下記となります。

名称	内容
リサンプリング周期	リサンプリング時間を表示します。矢印で1[μs]単位で変更できます。また直接数値を入力することもできます。
窓関数	スペクトル解析に使用する窓関数の選択を行います。 Rectangular:方形窓、Hanning:ハン窓、Hamming:ハミング窓、Blackman:ブラックマン窓の4種類から選択できます。
データ点数	スペクトル解析の対象となる系列データのポイント数を表示します。
リサンプリング後の点数	リサンプリング後のポイント数を表示します。
サンプルオフセット	サンプル数のオフセットを表示します。
サンプル数	フーリエ変換で使用されるサンプル数を表示します。

スペクトルインスペクターの操作は下記となります。

名称	内容
デジタルライン	`On`のとき、ポイント間の接続線をデジタル表示にします。
マーカー	`On`のとき、ポイント点を表示します。
データ点情報表示	`On`のとき、Point ToolTipを有効にします。ポイント点にオンマウスすることで表示されます。
X軸タイプ	X軸のタイプを操作できます。 Linearのときは線形表示、Logarithmのときは対数表示となります。
大きさの変換	Y軸の値変換して解析を行います。 `None`:変換無し、`Normalized`:正規化、`Level`:レベル化
X軸自動調整	X軸の範囲を自動調整します。 `Auto`の時、自動調整が有効となります。 X軸を手動で移動させる、またはX軸の最大値、最小値を手動で指定したい場合は`Manual`としてください。
X軸最小値	X軸の最小値を変更します。
X軸最大値	X軸の最大値を変更します。
Y軸自動調整	X軸の範囲を自動調整します。 `Auto`の時、自動調整が有効となります。 Y軸を手動で移動させる、またはY軸の最大値、最小値を手動で指定したい場合は`Manual`としてください。
Y軸最小値	Y軸の最小値を変更します。
Y軸最大値	Y軸の最大値を変更します。