signal-processing - 完美正弦波密度谱中的未知噪声

Question

有一些我不明白的事情:我计算了一个信号的频谱密度(通过计算它的 FFT)，这似乎工作正常，但它一直有某种背景噪声，尽管我是在一个完美的正弦波上做的我自己生成的 2 个频率(10 和 30Hz)。

当然，噪音并不是真的太烦人，因为它只能在对数刻度下可见，但即使是，它来自哪里？这是正常的吗？我的信号或任何地方有错误吗？

Answer 1

主要是quantisation noise ，但在 FFT 本身中也可能存在来自浮点舍入误差等的少量噪声。

您的“完美正弦波”无法以数字形式完美表示，因为您的精度始终是有限的。波形在采样时的理论值与实际采样值之间的差异称为“量化误差”。对于 N 位整数数据，误差通常在 +/- 0.5 LSB 范围内大致均匀分布，并且理论上为“白色”，即具有大致平坦的频谱。显然，样本分辨率越大(N 越大)，量化误差越小，但由于 N 不可能是无限的，所以量化噪声总是有限的。对于 N=16 位，如在例如“CD 质量”数字音频，量化噪声通常低于满量程约 96 dB。