时域名词术语解析

1.帧长度/frame size

进行一次FFT分析所截取的时域信号长度，称为1帧或frame size，单位为s，也称1个时域数据块。由于实际采集的时域信号时间很长，而一次FFT分析只能分析有限长度的时域信号，因此，需要将采样时间很长的时域信号截断成一个一个的时域数据块，这个过程叫作信号截断。而信号截断又分为周期截断和非周期截断，关于这一点将在3.4节中进行详细介绍。

假设有一段10s的时域信号，取1帧的时间长度T=1s，无重叠，则该信号将被截断为10帧，如图3-1所示。按此规律进行FFT计算，将得到10个瞬时频谱，如果将这些瞬时频谱进行平均，那么平均次数为9次，最终的FFT分析结果为这10个瞬时频谱的平均结果。

以上信号截断过程是没有考虑信号重叠的，有时会用百分比来表示重叠，若重叠50%，表示这一帧的时域信号将与下一帧的信号有50%是共用的。也就是第一帧的后50%作为第二帧的前50%。有时也用时间增量或转速增量来表示，在此以时间增量为例进行说明。我们每截取的一帧时间长度是固定的，但是隔多长时间截取一帧呢？这个隔多长时间截取一帧，就是所谓的步长或增量（increment），如图3-2所示。

图3-1 信号截断

图3-2 步长与帧

当增量小于frame size时，相邻两帧数据之间有重叠，重叠率计算公式如下：

重叠率=（frame size-increment）/frame size×100%(www.xing528.com)

当增量等于frame size时，相邻两帧数据之间无重叠，两帧数据刚好无缝连接，如图3-1所示。

当增量大于framesize时，相邻两帧数据之间无重叠，但两帧数据之间有间隙，也就是有部分时域数据是不参与FFT计算的。

2.时间间隔/时间分辨率

相邻两个时域数据点的采样时间差，称为时间间隔或时间分辨率，等于采样频率的倒数，单位为s。时间分辨率越小，采样率越高，采样越密集，信号越接近真实信号，时间分辨率如图2-21所示。假设采样频率为1000Hz，则时间分辨率为1ms，表示采集两个数据点的时间间隔为1ms，同时表明1s采集1000个数据点。

3.时域数据块/time block

一帧数据所对应的数据点数（样本点），称为时域数据块大小（time block size），如图2-21所示的黑色实心点，即表示1个数据点。因此，一帧时域数据除用时间长度来描述之外，也可以用数据点数来描述。它们之间的关系如下：

T=NΔt

根据上式，一帧数据包含多少个数据点，是可以计算出来的。有的软件不是通过设置频率分辨率的大小来决定一帧数据的长度（等于频率分辨率的倒数），而是通过设置数据块大小N来决定一帧数据的长度，像DASP就是这样的设置模式。

以上描述的是时域数据块，实际上频域的数据也可以称为数据块。一个时域数据块通过FFT变换得到的频域结果就是一个数据块，确切地说是一个频域数据块。因此，单独讲数据块时需要根据上下文来确定到底是时域数据块还是频域数据块。