使用BusDAQ采集卡出现频谱泄露时，采样参数该怎么设

Q：我拿到BD 6415的动态信号采集卡后，对其进行测试。输入标准1Vpp、1Khz的标准信号，板卡工作在最高采样率54.687KS/s时，每次读取5120个样本进行FFT分析，发现总是有频谱泄漏。这是什么原因？

A：这主要是因为每次做FFT时，拿来分析的样本总数，并不是信号的整数周期，导致出现频谱泄漏，能量扩散到相邻频点。

回到上面的参数，每个周期的样本数N = 采样率 / 输入信号频率 = 54.687K / 1K = 54.687。每次拿来FFT分析的信号周期数 = 5120 / 54.687 = 93.624，不是整数。所以出现了频谱泄漏。

以下使用了模拟波形代替。时域波形的最后一个样本没有回归到0相位，可以看出不是整数周期。

1KHz附近放大后，

那么是否可以设置采样参数，保证在测试标准信号时降低频谱泄漏，来更精确的反映被测信号的幅度谱呢？

确实是可以的。我们回到BD 6415的规格书，最高采样率 54.687K，来自于时基84M的分频：84M /（512*3）= 54.687 KS/s。这样每个周期的点数就是 (84M / (512*3)) / 1K 。

1）假定待读取点数是X，也就是要求X*(512*3)*1K是84M的整数倍。

2）此时，X的最小正整数是875。代入可得 875*(512*3)*1K = 84M *16。

3）所以，设定待读取点数是875时，采样的波形正好是16个完整周期，不会出现频谱泄露。

可以看到时域波形的最后一个样本回归到0相位，也就是整数周期。

1KHz附近放大后

当然，如果X取875*2，875*3，……，那么采样的波形就正好是16*2，16*3……等完整周期，也不会出现频谱泄露。只是采样时间更长，频谱分辨率更高。

可以下载下面的VI，来计算不同采样率时，推荐的待读取点数，降低频谱泄露。

FFT相干采样（2015 VI）.zip

PS：在计量、标定、谐波测试、校准标准源（比如功率分析仪、声学校准、振动标定）等场合下，针对确定性的单频测试信号，可以参考上面的定参过程。但在绝大多数的实际工程场景里，其实很难做到上述的整周期采样，因为信号本身就是多种频率叠加而成。所以频谱泄露在所难免时，考虑插值拟合的方式，可以进一步提高特定频率谱线的幅度谱的值。