Быстрое преобразование Фурье (БПФ/FFT) в осциллографе: миф или реальность?

Сегодня мы поговорим о такой математической функции как быстрое преобразование Фурье (БПФ/FFT). Она применяется для спектрального анализа периодических сигналов. Фактически, с помощью БПФ, мы можем разложить периодический сигнал на гармонические составляющие.
Цифровые осциллографы ➤ masteram.com.u...
Генераторы сигналов ➤ masteram.com.u...
Все современные цифровые осциллографы оснащены функцией БПФ. Сегодня мы попробуем оценить, насколько эта функция корректно работает.
В роли подопытного у нас выступит осциллограф Siglent SDS1102X. Используя генератор сигналов (в нашем случае это Rigol DG2041A) мы подадим на осциллограф меандр амплитудой 1 В частотой 1 кГц и 1 МГц. Используя функцию БПФ мы разложим входящий сигнал на гармоники, и просуммировав их попробуем восстановить исходный сигнал.
#осцилограф #БПФ #Masteram

[@alexeijolkin7851]

Единственное видео, где толково показали, как работает FFT на этом скопе. Всё, бегу в магазин. Лайк однозначно.

[@andrewQueDeLlee]

захвати еще анриццу, и кс9801+..... ну, обзор еще...

[@АлександрРоманов-ы3з]

Если вы не знаете Как работает режим FFT ... зачем тогда вообще вам осциллограф ? .... 🤔,,

[@powerbatterychannel4315]

Вот если бы так объясняли на соответствующих лекциях или при лабораторных работах - было бы просто отлично! Спасибо за видео!

[@vovkoTube]

А что, на лекцию надо осцилл с генератором приносить? Странное какое-то пожелание. Вывели вам формулу Фурье на лекции, вот и ладно

[@ЮрийАндрианов-ч8ъ]

@@vovkoTube Не согласен. Как раз надо. Чего толку просиживать штаны на лекции без наглядного примера? Любые словеса, должны быть подтверждены практическим опытом. Я сам столкнулся с тем, что формулы на лекциях на три доски выводили, а потом на практике они и не нужны. Всё решается экспериментом в лабораториях. В ютубе есть один преподаватель, так у него на столе огромный осциллограф, рассказывает и показывает одновременно. Вот так и нужно.

[@NekoTsuma]

​@@vovkoTubeЧто бы люди хорошо понимали, что это такое, нужно тратить ресурсы и силы, что бы больше людей знали на примерах и самостоятельно их делали, от этого зависит экономика. Чем меньше специалистов, тем болше денег тратится на зарплаты, так что, нужно обучить больше людей что бы снизить зарплаты. Например, что всего 500 лет назад, человек который умеет читать и писать больше ценится, а сейчас многие читают и пишут, но не очень ценятся, потому что всё образованные умеют читать и писать. К этому все стремятся Обучение в интересах корпорации и государства, что бы меньше платить зарплату, Даже можешь сейчас бесплатно научиться программировать по Ардуино. Это микроконтроллер если что. Или бесплатно научиться 3D моделированию. Тот же Blender например.

[@denisyarlykov616]

Спасибо Вам за столь понятное изложение материала! Так легко и непринужденно мог объяснить только человек, который полностью разбирается в вопросе. Класс!

[@MasteramTV]

Здравствуйте! Спасибо за комментарий, очень рады, что вам понравилось видео. Оставайтесь с нами!

[@Gosha_Khabarovsk]

Шик! Удачные примеры и лаконичный, но понятный рассказ. Спасибо!

[@MasteramTV]

Дякуємо за позитивний відгук, раді що вам сподобалось)

[@Gosha_Khabarovsk]

Это было познавательно и, главное, интересно! Спасибо!

[@MasteramTV]

Дякуємо за позитивний відгук. Раді що вам сподобалось.

[@12345snk]

Вот спасибо, давно искал это видео

[@Gringo_7.62]

Реальный сигнал состоит из БЕСССКОНЕЧНОГО количества гармоник!!! И ещё нужно учитывать,что цифровой осциллограф имеет свою разрядность АЦП и соответственно свою ступеньку квантования. Интересно было бы сравнить как БПФ выполняет 8 и 12 битный осциллограф. У меня подозрение,что 12 битный будет точнее.

[@romaniexo]

А 32-х битная звуковая карта будет вообще идеальна

[@ПавелС-ш8м]

проблема в герцовке что её нету 100ггц а вы про биты ) для строения повышаек нужен ослик на 10 ггц с входом на 100мгц ,что бы посмотреть пульсацию в 2 мгц которую подобные ослики не хрена не видят ,а спектр ))) я в реальности не видел нормального спектроанализа,да что там в реальности даже на видео )их тупо нету не у кого в ютубе , по понятным причинам

[@vita7128.]

Автору надо подобрать уровень по второму каналу, он должен быть равны по обоим и развести по экрану, Амплитуда первой гармоники зашкаливает на экране

[@MasteramTV]

Дякуємо що зауважили)

[@victorkustov]

Насколько отличается функция БПФ вашего осциллографа от модели Siglent SDS1102С ?

[@MasteramTV]

Здравствуйте! Более новые осциллографы, например, Siglent SDS1102СХ - за счет процессора большей разрядности и быстродействия, быстрее и точнее справляются с математическими функциями, в том числе, БПФ.

[@floks700]

Бляяя,, какой вопрос и какой ответ. Лохи оба.))

[@Mikhail-Milkhail]

Функцией БПФ можно рассмотреть спектр звукового сигнала? Скажем, проектирую я УНЧ и фильтры к нему.

[@MasteramTV]

Здравствуйте! Теоретически, можно. По крайней мере, есть примеры разложения сетевого сиглала 50 Гц с помощью БПФ. Т.е., результат точно можно получить, но нам сложно оценить, насколько он будет информативным для Вас.

[@romaniexo]

Если там КНИ тысячные или сотые процента - лучше звуковую карту 32 бита использовать и соответствующий софт для этого дела. На 8-ми битах не покажет

[@antondityatev2338]

Там будет столько гармоник, что восстановить исходный сигнал, как показано в этом видео, будет нереально.

[@vita7128.]

@@antondityatev2338 Обычно на практике учитывают до ограниченного числа гармоник 3-5

[@VoviTube]

Всем привет.Обяъсните пожалуйста почему амплитуды у гармоник разные и каким образом они тогда образуют прямоугольный импульс, ведь амплитуда достаточно высокая лишь у первой гармоники...

[@MasteramTV]

Здравствуйте. Очень подробно дано пояснение здесь ru.wikipedia.org/wiki/Ряд_Фурье

[@kostyagusto5109]

Автор, а как определить ошибку бпф, чем она определяется?

[@MasteramTV]

Нашей целью была проверка корректности работы функции БПФ в данном осцилографе. Мы разложили сигнал на гармонические составляющие, а затем просуммировали их с помощью Маткада. Графики практически полностью совпали, а это значит, что данный осциллограф производит БПФ с достаточно высокой точностью. Если бы графики не совпали, это свидетельствовало бы о том, что прибор выполняет БПФ некорректно.

[@floks700]

Первый раз вижу такие критерии оценки БПФ. Ваш магазин достоин нобелевки по математике за 2021

[@АнатолійСергієнко-ш9б]

Не поясняется значение оконной функции

[@MasteramTV]

Щоб не розтягувати відео на довгий період часу ми зробили загальний огляд, для більш детальної інформації рекомендуємо вам ознайомитись з інструкцією, чи відповідною літературою.

[@Redfvvg]

Думаю что здесь что то не учитывается.. например в каком окне было разложение..www.dsplib.ru/content/win/win.html

[@semurgx]

Надо бы ещё учесть полосу пропускания осциллографа

[@andrewQueDeLlee]

чувак, у тебя дар препода.... ты можеш преподнести любой материал....

[@НиколайСироткин-ж7т]

У него дар засирателя мозгов, как препод он НОЛЬ.

[@floks700]

Реально, этот преподавал ни слова не сказал про обратное БПФ которым он получил восстановленный сигнал меандра из спектра. Кроме того у 1 МГц спектр должен быть искажён гораздо сильнее. Но у этого продавца всё нормально. Блин, лишь ьы продать. )) преподавал блин. )

[@andrewQueDeLlee]

Ребята... Я написал о методе подачи тем... . О глубине и широте познания темы я промолчал...

[@denisbsh11]

А на кинескопном осциллографе так можно?

[@MasteramTV]

Здравствуйте! Этот функционал предусмотрен (или не предусмотрен) независимо от типа дисплея. Все определяется электроникой и программной реализацией этой функции.

[@romaniexo]

Да, но они стоят как самолет.

[@vita7128.]

@@MasteramTV Единственно , что можно на каждом определить наличие постоянной составляющей при закрытом и открытом входе

[@dtuhfscbhy6957]

Применять то можно, но зачем все это, обьясните?

[@vita7128.]

Так выявляют наличие частот, которые можно выделить в генераторе, но уже с помощью резонанса

[@maxon861]

на 9 гармонике не поднялся на пик.

[@tsvigo11_70]

Фигасе - меандр ракладывается в затухающую синусоиду. И всё-таки где ответ на главную загадку века - зачем нужно преобразование Фурье в осциллографе?

[@zakonmarfy5585]

зачем нужно преобразование Фурье в осциллографе? для оценки качества усилителей звука.

[@XenonS21]

Zakon Marfy ацп осциллографа 8бит, конечно полученное подобие спектра полезно для грубого анализа чистоты сигнала, но для качественного анализа для подобных целей нужен анализатор спектра намного более точный

[@xyzw777]

еще объединив Фурье и Галуа можно получить такую магию как код Рида-Соломона, т.е. код восстанавливающий информацию из сигнала с помехами при небольшой избыточности... все эти CRC/ECC и подобные, благодаря которым твое сообщение на ютубе проходя по проводам на другую сторону земного шара сохраняется в исконном виде, оно же в дисках и серверной оперативной памяти. вобщем без этого цифра не была бы цифрой, а просто аналоговым сигналом

[@VitaliyNET]

В музыкальном оборудовании/синтезаторах. Я использую Фурье для интерполяции сырого сигнала в идеально чистый без лишних паразитных гармоник. Таким образом нету алиасинга/наложения сигнала друг на друга в ограниченном диапазоне 44100hz или 192khz. Если это синус, то будет 1 гармоника видна. Если квадрат, то будут видны гармоники от нескольких штук, до тысяч (зависит от выбранной ноты) К примеру квадрат или пилообразный сигнал на высоких частотах вообще по сути синус или 3-4 сложенных синуса (в диапазоне до 44100hz). А иначе был бы слышен алиасинг или паразитные шумы/гармоники. Вот такой вот осциллограф и помогает видеть сигнал, а не слушать его. Ведь на вид то что синус, не всегда таковым является. Чуть чуть уклон не туда в синусе и уже гармоники лезут.

[@vita7128.]

Для наглядности, чтобы не делать это математическими способами, а затем зная, какие частоты входят выделять их отдельно, с помощью фильтров и использовать по назначению уже как синусоидальный сигнал

[@rinatgilmutdinov262]

Кто же так мерит? На и 9 и 11 гармоники не попал :-).

[@НиколайСироткин-ж7т]

Хрень. Ответа на вопрос нет.

[@MasteramTV]

Здравствуйте! Благодарим за отзыв! В этом видео мы хотели продемонстрировать функцию БПФ и то, с каким качеством она будет отображена в данном осциллографе, чтобы зрители могли увидеть, оценить и сделать свои выводы перед покупкой. Будем стараться делать видео более качественными, а материал - более информативным и углублённым. :)

[@vita7128.]

чтобы при покупке знали, что она есть, и может уже понадобиться, когда вы осознаете что такое спектр сигнала, иногда бывают частоты, которые вызывают негативные последствия, например в трансформаторах

[@tor7860]

Фигасе осцил тормозит((

[@qwerty123456695]

они все тормозят, какой больше, какой меньше. Вычисления это не просто так.

[@sleeply4cat]

JMcorp, это нифига не вычисления, это тормозной дешманский контроллер дисплея

[@xyzw777]

расслабитесь, Китай копирует начальные модели LeCroу и Agilent из США, так что-то оно и должно так работать + инфа про низкие частоты на любом будет медленно собираться что логично, быстрее времени не посчитаешь. для высоких частот есть специальные быстродействующие анализаторы спектра

[@floks700]

Процесс ор один и выполняет БПФ одновременно с выводом на экран. Отключите БПФ и будет побойчее.

[@bezromval]

20Гц не хватает для сравнения для анализа в звуковом диапазоне

[@xyzw777]

все там есть и 500МГц и 1Гц, можно и меньше герца но будет очень медленно инфа собираться

[@Андрей-м3о4ф]

Товарищи скажите честно кому на практике это БПФ ,надо?!

[@oleg-medovikov]

БПФ - это начало цифровой революции, то что позволило появится компьютерам.

[@schetnikov]

Всякое цифровое построение спектра делается через FFT. Кому приходится анализировать спектры (только сегодня этим занимался), тот постоянно такими штуками пользуется.

[@CT3ny]

при диагностике датчиков расхода жидкости на пьезо элементах

[@xyzw777]

дурень тебе, без него твое сообщение было бы скорее шумной абракадаброй чем текстом. БПФ + теория групп = CRC/ECC и подобные

[@vita7128.]

смотри выше

[@NikAyroks]

автор почему-то не учитывал чётные гармоники которые при симметричном меандре должны быть равны 0 а мы их видим невооружённым взглядом поэтому всё это подтасовка

[@MasteramTV]

Чётные гармоники симметричного меандра должны быть равными нулю. И это отчетливо видно при использовании БПФ (6:01 A3 равно 282мВ, 6:08 A4 = 20мВ и 6:12 A5 = 190мВ). То есть, амплитуда 4-й гармоники в 14 раз меньше чем у 3-й и в 10 раз чем у 5-й. При таких условиях 4-й гармоникой (как и всеми четными) можно пренебречь, что автор видео и сделал.

[@NikAyroks]

14 раз это 5 децибел а динамический диапазон 70 я и говорю детский сад так поиграться а не для профессиональных измерений