為什麽要對信號進行頻譜分析？

頻譜分析的意義是很明確的，就是分析信號的頻率構成。更確切地說就是用來分析信號中都含有哪幾種正弦波成份。反過來說就是，該信號可以用哪幾種頻率的正弦波來合成出來。方波信號、正弦波信號、三角波信號以及白噪聲信號等這些信號的頻域與時域間關系明確，並且具有壹定特性，熟練掌握這些典型信號的頻譜分析可為實際工程分析做參考。頻譜分析在工程測試中應用廣泛，譬如研究噪聲頻譜尋找噪聲汙染源；又如在機床齒輪機器故障診斷中，通過測量齒輪箱上的振動信號，進行頻譜分析，確定最大頻率分量，再根據機床轉速和轉動鏈找出故障齒輪；再譬如螺旋槳設計中，可通過頻譜分析確定螺旋槳的固有頻率和臨界轉速，確定其轉速範圍等等。\r\n將信號在時間域中的波形轉變為頻率域的頻譜，進而可以對信號的信息作定量解釋。\r\n測試信號的頻域分析是把信號的幅值、相位或能量變換以頻率坐標軸表示，進而分析其頻率特性的壹種分析方法，又稱為頻譜分析。對信號進行頻譜分析可以獲得更多有用信息，如求得動態信號中的各個頻率成分和頻率分布範圍，求出各個頻率成分的幅值分布和能量分布，從而得到主要幅度和能量分布的頻率值。\r\n由時間函數求頻譜函數的傅裏葉變換公式就是將該時間函數乘以以頻率為系數的指數函數之後，在從負無限大到正無限大的整個區間內，對時間進行積分，這樣就得到了與這個時間函數對應的，以頻率為自變量的頻譜函數。頻譜函數是信號的頻域表示方式。根據上述傅裏葉變換公式，可以求出常數（直流信號）的頻譜函數為頻域中位於零頻率處的壹個沖激函數，表示直流信號就是壹個頻率等於零的信號。與此相反，沖激函數的頻譜函數等於常數，表示沖激函數含有無限多個、頻率無限密集的正弦成分。同樣的，單個正弦波的頻譜函數就是頻域中位於該正弦波頻率處的壹對沖激函數。\r\n利用傅裏葉變換的方法對信號進行分解，並按頻率展開，使其成為頻率的函數，進而在頻率域中對信號進行研究和處理的壹種過程，稱為頻譜分析。