FFT 交互式可视化
从波形 → 缠绕圆 → 频谱 — 看见数学
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时域 Time Domain — f(t)
?
在这里通过叠加正弦波或手绘来构造输入信号。信号由 N 个采样点组成。
采样点 N=2
k
:
64
汉宁窗
?
汉宁窗 (Hanning Window) 减少频谱泄露。对非周期截断的信号有平滑作用。
手绘模式
清除手绘
+ 添加正弦分量
⚠ 奈奎斯特警告:信号频率超过采样率的一半 (fs/2),将产生混叠 (Aliasing)!
🔵
缠绕圆 Winding Circle
?
将时域信号绕在圆上。扫描频率 ξ 匹配信号真实频率时,重心远离原点。重心的 x 坐标 = 频谱实部。
e
−i2πξt
= cos(2πξt) − i·sin(2πξt)
扫描频率 ξ:
0.0
自动扫描
速度:
📊
频域 Frequency Domain
?
DFT 结果。上方为振幅谱 |X[k]|,下方为相位谱 ∠X[k]。
X
k
= Σ x
n
· e
−i2πkn/N
振幅谱
相位谱
双谱
🦋
FFT 蝴蝶图 Butterfly Diagram
?
展示 Cooley-Tukey FFT 算法的计算流程。数据先经过位反转置 (Bit-reversal),然后经过 log₂N 层蝴蝶运算。旋转因子 W_N^k 用彩色箭头表示。
W
N
k
= e
−i2πk/N
(旋转因子 Twiddle Factor)
演示层:
All
▶ 逐层播放
显示位反转
DAC 频谱分析仪
可视化 DAC 输出的谐波、镜像与混叠 — 理解频率规划
📡
DAC 输出频谱
?
显示 DAC 在给定采样率和目标频率下的完整输出频谱,包括基波、谐波 (HD2~HD7)、镜像 (Images) 及 sinc 滚降包络。
目标频率 f
target
:
MHz
采样率 f
s
:
MSPS
谐波阶数:
5
频谱范围:
3
× f
s
/2
Sinc 滚降
?
DAC 零阶保持 (ZOH) 导致 sinc(πf/fs) 幅度衰减。勾选后在频谱上叠加 sinc 包络线。
折叠动画
?
将高奈奎斯特区的频率"折叠"回第一奈奎斯特区,直观展示混叠现象。
噪底:
-80
dBFS
通带遮罩:
启用
~
MHz
基波 Fundamental
谐波 Harmonics
镜像 Images
奈奎斯特区 Zones
Sinc 包络
通带内杂散 In-band Spur
🪭
折叠视图 — 第一奈奎斯特区
?
所有高奈奎斯特区的信号折叠到第一区 [0, fs/2]。红色 = 落入通带的危险杂散。
SFDR (无杂散动态范围)
-- dBc
诊断与建议