signal-processing - 完美正弦波密度谱中的未知噪声

Question

有些事情我不明白：我计算了信号的频谱密度（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，噪音并不算太烦人，因为它只有在对数刻度下才能看到，但甚至，它是从哪里来的？这正常吗？我的信号或任何地方有错误吗？

Answer 1

它主要是量化噪声，但FFT本身也可能存在浮点舍入误差等少量噪声。

您的“完美正弦波”无法以数字形式完美表示，因为您将始终具有有限的精度。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，误差通常会在 +/- 0.5 LSB 的范围内大致均匀分布，并且在概念上将是“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，所以总是存在有限量的量化噪声。对于 N=16 位，如在例如“CD 质量”数字音频中使用的，量化噪声通常低于满量程约 96 dB。