С 2010 года · Более 2 млн запусков инструментов в месяц
С 2010 года
Добавить в Chrome

Моя Панель Инструментов

Автоматический Режим

Сохранённых инструментов пока нет.

Премиум-версия
Похожие инструменты
Следующий шаг
Калькулятор коэффициентов ряда ФурьеКалькулятор свертки
Та же ситуация
Калькулятор преобразования Лапласа🔊 Генератор тонов
Другие инструменты
Калькулятор обратного преобразования ЛапласаКалькулятор Z-преобразованияКонвертер частоты и длины волны
Домашняя страница > Математика > Математический анализ

Калькулятор быстрого преобразования Фурье FFT

Калькулятор быстрого преобразования Фурье (FFT) от MiniWebtool преобразует действительные или комплексные отсчёты в частотные интервалы. Частота дискретизации, оконная функция и дополнение нулями влияют на амплитуду, фазу, метки частот и сводку пиков для интерпретации спектра сигнала.

Нужна помощь с инструментом? Спросите ИИ

В Gemini вставьте скопированный вопрос в чат. Его также можно скопировать ниже.

Посмотреть вопрос

3 бесплатных использования в деньБез регистрацииМгновенный результат
Калькулятор быстрого преобразования Фурье FFTПопробуйте — бесплатно ▼
БПФ раскладывает сигнал по частотам: пики на 3 Гц и 7 Гц

Введите ниже отсчёты и частоту дискретизации, чтобы получить модуль и фазу спектра, частотные отсчёты и доминирующие пики.

Разделяйте выборки запятыми, пробелами, точкой с запятой или переносом строки. Комплексные значения: 3+4i, -2i или 1.25-0.5i.
Сгенерировать тестовый сигнал
Длина по умолчанию дополняется до степени двойки для использования быстрого алгоритма по основанию 2.

Embed Калькулятор быстрого преобразования Фурье FFT Widget

О Калькулятор быстрого преобразования Фурье FFT

Калькулятор быстрого преобразования Фурье FFT вычисляет дискретное преобразование Фурье конечной последовательности сигналов и преобразует результат в практичные данные по частотным бинам: действительные и мнимые компоненты, амплитуду, нормированную амплитуду, угол фазы, частотные метки, доминирующие пики и данные спектра для копирования. Он принимает вещественные или комплексные выборки, поддерживает популярные оконные функции и по умолчанию использует дополнение нулями до степени двойки, что позволяет применять быстрый алгоритм по основанию 2.

Коротко

Калькулятор быстрого преобразования Фурье FFT переводит действительные или комплексные отсчёты в частотные бины. Он выводит частоту, действительную и мнимую части, модуль, нормированный модуль и фазу, с выбором окна и дополнения нулями, а также график сигнала и спектра.

Калькулятор быстрого преобразования Фурье FFT: основные возможности
ФункцияЧто даётПодходит для
Действительный или комплексный вводВставьте отсчёты, например 0, 1, 0, -1, или комплексные значения, например 1+0i, 0+1i, -1+0i, 0-1i.Проверка учебных примеров БПФ
Конструктор тестового сигналаВведите тоны парами вида Гц:амплитуда, частоту дискретизации, число отсчётов и необязательный шум, затем заполните отсчёты автоматически.Генерация тестового сигнала для экспериментов
Оконные функцииВыберите прямоугольное, Хэннинга, Хэмминга или Блэкмана окно, чтобы уменьшить спектральную утечку перед преобразованием.Измеренные сигналы, которые не укладываются в целое число периодов
Длина FFTВыберите следующую степень 2, длину входа или удвоенную степень 2 для более плотной частотной сетки.Управление дополнением нулями и шагом между бинами
Вывод спектраТаблица бинов даёт частоту, действительную и мнимую части, модуль, нормированный модуль и фазу в градусах, в одностороннем или полном виде.Поиск тонов и сравнение фаз
Пики и экспортВыводятся доминирующие пики и частотное разрешение (частота дискретизации, делённая на длину FFT). Спектр можно скопировать как CSV или как комплексный вектор.Перенос результатов в таблицу или код

Что вычисляет БПФ

Для последовательности из N выборок x[0], x[1], ..., x[N−1] дискретное преобразование Фурье создает N комплексных бинов X[0], X[1], ..., X[N−1]. Каждый бин показывает, насколько сильно синусоидальный компонент на этой частоте представлен в сигнале.

X[k] = Σ x[n] · e^(−2πi·k·n/N), для k = 0, 1, ..., N−1

БПФ (FFT) — это эффективный способ вычисления того же ДПФ. Когда длина преобразования является степенью двойки, БПФ по основанию 2 сокращает объем работы с примерно N² комплексных операций до N log₂ N, поэтому дополнение нулями до следующей степени двойки является стандартной практикой в цифровой обработке сигналов.

Как читать результаты

Калькулятор быстрого преобразования Фурье FFT: Как читать результаты
Столбец Значение Типичное использование
Частота Индекс бина, преобразованный в физические единицы (частота дискретизации / длина БПФ). Поиск тонов, частот вибрации, полос модуляции или периодических компонентов.
Действ. / Мнимая Комплексный коэффициент БПФ для каждого бина. Сохранение полной фазовой информации для восстановления сигнала или дальнейших расчетов.
Амплитуда Модуль комплексного коэффициента, обозначаемый как |X[k]|. Определение того, какие частоты являются наиболее выраженными.
Фаза Угол комплексного коэффициента в градусах. Сравнение временных сдвигов между компонентами или каналами.
Норм. амплитуда Амплитуда, деленная на длину БПФ. Сравнение спектров, рассчитанных с использованием разной длины дополнения нулями.

Частота дискретизации и разрешение

Если ваша частота дискретизации — Fs, а длина БПФ — N, соседние бины БПФ будут расположены с шагом Fs / N. Большая длина БПФ дает более плотную сетку частот, но дополнение нулями не создает новую информацию — оно лишь интерполирует частотную сетку существующего сегмента сигнала.

частота бина k = k · Fs / N и Δf = Fs / N

Для вещественных входных данных обычно достаточно положительной половины частот, так как отрицательная половина является зеркальным комплексным сопряжением. Для комплексных входных данных весь спектр имеет значение, и калькулятор автоматически переключается на полный вид в соответствующем примере.

Руководство по оконным функциям

Окно модифицирует края сегмента выборки перед БПФ. Это уменьшает спектральную утечку, когда сегмент не содержит целого числа циклов. Платой за это является распределение энергии по более широкому основному лепестку и изменение масштабирования амплитуды.

Калькулятор быстрого преобразования Фурье FFT: Руководство по оконным функциям
Окно Лучше всего для Компромисс
Прямоугольное Сигналов, которые уже четко укладываются в окно выборки. Максимальная утечка, если сегмент обрывает волну на середине цикла.
Ханна Общего анализа спектра и плавного уменьшения утечки. Умеренная потеря амплитуды и средняя ширина основного лепестка.
Хемминга Снижения ближайших боковых лепестков при сохранении компактного основного лепестка. Чуть менее плавное на границах, чем окно Ханна.
Блэкмана Подавления утечки от сильных тонов в более слабые соседние бины. Более широкий основной лепесток, из-за чего труднее разделить близкие частоты.

Как пользоваться этим калькулятором

  1. Вставьте последовательность вещественных или комплексных выборок. Используйте значения вида 0, 1, 0, -1 или 1+0i, 0+1i, -1+0i, 0-1i.
  2. Введите частоту дискретизации. Используйте 1, если вам нужны только нормированные циклы на выборку.
  3. Выберите окно. Начните с прямоугольного для точных синтетических примеров и с окна Ханна для реальных сигналов.
  4. Выберите длину БПФ. "Следующая степень 2" — самый быстрый вариант по умолчанию; "Двойная степень 2" дает более плотную сетку.
  5. Нажмите Рассчитать БПФ, затем изучите график амплитуд, список пиков, колонку фаз и CSV-вывод.

Пример расчета

Для последовательности выборок 0, 1, 0, -1, 0, 1, 0, -1 при частоте дискретизации 8, сигнал совершает два цикла за восемь выборок. Самые сильные бины БПФ (не считая постоянной составляющей DC) появятся на соответствующих положительных и отрицательных частотах. В одностороннем режиме пик положительной частоты читается легче всего.

FAQ

Что вычисляет БПФ-калькулятор?
БПФ-калькулятор вычисляет дискретное преобразование Фурье конечной последовательности. Он переводит выборки из временной области в частотные бины с комплексными амплитудами, модулями и фазами.

Нужно ли мне количество выборок, равное степени двойки?
Алгоритм БПФ по основанию 2 работает быстрее всего, когда длина преобразования является степенью двойки. Этот калькулятор может автоматически дополнять входные данные нулями до следующей степени двойки, а для небольших последовательностей точной длины, не являющихся степенью двойки, он использует прямой алгоритм ДПФ.

Что такое частотное разрешение БПФ?
Частотное разрешение — это частота дискретизации, деленная на длину БПФ. Например, при частоте дискретизации 1000 Гц и 1024-точечном БПФ шаг между бинами составит примерно 0.9766 Гц.

Стоит ли мне использовать окно Ханна, Хемминга или Блэкмана?
Используйте окно, если захваченный сегмент не содержит целого числа циклов. Окно Ханна — сбалансированный универсальный выбор, Хемминга — уменьшает ближайшие боковые лепестки, а Блэкмана — обеспечивает более сильное подавление боковых лепестков при более широком основном лепестке.

Почему результаты БПФ представлены комплексными числами?
Каждый частотный бин имеет как амплитуду, так и фазу. Действительная и мнимая части — это компактный способ хранения этой синусоидальной составляющей с учетом фазы.

Может ли БПФ обнаружить тон 60 Гц при частоте дискретизации 1 000 отсчётов в секунду?
Да. Частота Найквиста равна половине частоты дискретизации, то есть при 1 000 отсчётах в секунду составляет 500 Гц. Тон 60 Гц ниже этого предела и может быть представлен. Расстояние между частотными отсчётами БПФ зависит от длины преобразования: для 1 000 отсчётов без дополнения нулями оно составит 1 Гц. Если за выбранный отрезок тон не проходит целое число циклов, его энергия может распределиться между соседними отсчётами.

Какова частота Найквиста для моей частоты дискретизации БПФ?
Частота Найквиста равна половине частоты дискретизации. При частоте дискретизации 800 Гц она составляет 400 Гц. Значения выше 400 Гц по этим отсчётам невозможно однозначно отличить от более низких частотных алиасов. Это ограничение предполагает равномерную дискретизацию сигнала. Дополнение нулями увеличивает плотность частотной сетки, но не повышает частоту Найквиста и не восстанавливает информацию, которая не была получена при дискретизации.

Почему БПФ показывает энергию на соседних частотах рядом с чистым тоном?
Конечное окно выборки может обрезать тон до того, как завершится целое число циклов. Из-за резкого начала и конца энергия тона распределяется по соседним частотным отсчётам; это называется спектральной утечкой. Окна Ханна, Хэмминга или Блэкмана могут уменьшить её, но каждое влияет на ширину пика и его амплитуду в спектре. Если тон занимает несколько соседних отсчётов, проверьте длину выборки и выбранную оконную функцию.

Ссылайтесь на этот контент, страницу или инструмент так:

"Калькулятор быстрого преобразования Фурье FFT" на сайте https://ru.miniWebtool.com/калькулятор-быстрого-преобразования-фурье-fft/ от MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/

от команды miniwebtool. Обновлено: 24 апреля 2026 г.

Обсудите инструмент с любимым ИИ

В Gemini вставьте скопированный вопрос в чат. Его также можно скопировать ниже.

Посмотреть вопрос

Математический анализ:

Решение по математикеЧто вы хотите решить?

Решение по математике

Примеры
Примеры выражений

Выберите пример, измените числа и решите. log — логарифм по основанию 10, ln — натуральный.

Числа и делители

Дроби и деление

Степени, корни и логарифмы

Алгебра и уравнения

Математический анализ

Геометрия и тригонометрия

Популярные и обновлённые инструменты:

Калькулятор поверхности вращенияКалькулятор суммы бесконечных рядовКалькулятор ряда МаклоренаСмотреть все →
Домашняя страница > Математика > Математический анализ > Калькулятор быстрого преобразования Фурье FFT