关于时域和频域，你必须知道的一些常识

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时域

信号时域分析就是分析信号随时间的变化，比如24 小时体温监测图即体温随时间变化。

时域分析反映在图象上最明显的特征就是横轴以时间为变量，纵轴因描述的变量不同而不同。

频域

频率就是指单位时间内发生的次数，一般用F 来表示。日常生活中我们经常接触到一些频率的描述，比如听收音机时，要调频选台，其中调频，就是要调至某一频率；我们家用的电器上也经常标着220V 50Hz，而50Hz就是指频率为50赫兹。

频域分析反映在图象上，自变量是频率即横轴是频率，纵轴是该频率信号的幅度。

实际上频域和时域只是人们对信号分析的不同方法。将时域信号经过一种非常有用的数学变换一傅里叶变换，就可转化到频域，得到信号的频谱 ，这就是频谱分析；反过来 ，我们也可将频域信号通过逆傅里叶变换转换成时域信号。

频域与时域

频域无法观测时域的特性

由时域变换到频域，我们也可以分析信号中包含的各种频率分量的幅值、功率、能量和相位关系，也就是分析信号的频谱特性。既然通过信号的频域分析，可以知道信号含各个频率的成分多少，我们就可以设计滤波器的频率来抑制某些信号，而放大另一些我们感兴趣的信号。

频谱分析的应用

频谱分析主要用于识别信号中的周期分量，是信号分析中最常用的一种手段。

   · 在齿轮箱故障诊断中，通过齿轮箱振动信号频谱分析，确定最大频率分量，然后根据机床转速和传动链，找出故障齿轮。

      · 在螺旋桨设计中，可以通过频谱分析确定螺旋桨的固有频率和临界转速，确定螺旋桨转速工作范围。

医学上也常常通过频谱分析，来诊断疾病。下面举几个频域分析在医学中应用的例子。

     · 心电信号的功率频谱图可以明显看出：未房颤时功率谱的谱线分布均匀，波谷都能回到零线；而房颤时，谱线疏密不等，有些谱线的波谷不能回零线。

(a)未房颤时功率谱；(b)房颤时功率谱

心脏病患者的频域分析

来源：东华测试微信公众号（ID：donghuatest）