Калькулятор частотного разрешения БПФ

Введите частоту дискретизации и размер БПФ, чтобы узнать, на каком расстоянии друг от друга частотные бины, сколько длится один кадр и сколько полезных бинов получится. Номер бина даст его частоту, а желаемое разрешение — размер FFT с округлением вверх до степени двойки.

Hz
Hz
Частотное разрешение Δf = fs/N11,71875 Hz
Длительность кадра N/fs85,3333 ms
Бинов от 0 Hz до fs/2
2 049
Верхний бин (Найквист) fs/2
24 000 Hz
Частота бина k
1 171,875 Hz
Отсчётов для нужного разрешения
48 000
Размер БПФ, ближайшая степень двойки
65 536
Разрешение при этом размере
0,732422 Hz

Работает в браузере: всё, что вы вводите, никуда не отправляется.

Как пользоваться

  1. Введите частоту дискретизации в герцах и размер БПФ N.
  2. Введите номер бина, чтобы узнать его частоту (0 — постоянная составляющая, N/2 — бин Найквиста).
  3. Введите нужное разрешение, чтобы узнать минимальную длину кадра и размер БПФ — степень двойки, который его даёт.

Формулы

  • Δf = fs ÷ N
  • Длительность кадра T = N ÷ fs (= 1 ÷ Δf)
  • Различных бинов у вещественного сигнала: N ÷ 2 + 1
  • Частота бина k: f_k = k × Δf
  • Отсчётов для разрешения Δf: N ≥ fs ÷ Δf, затем округление вверх до степени двойки для БПФ по основанию 2

Пример

Звук с частотой 48 000 Гц, БПФ на 4096 точек:

  • разрешение: 48 000 ÷ 4096 = 11,71875 Hz;
  • длительность кадра: 4096 ÷ 48 000 = 85,3333 ms;
  • бинов от 0 до 24 000 Гц: 4096 ÷ 2 + 1 = 2 049;
  • бин 100 стоит на 1 171,875 Hz;
  • для разрешения 1 Гц нужно 48 000 ÷ 1 = 48 000 отсчётов — секунда звука, — так что размер БПФ будет 65 536, а бины пойдут через 0,732422 Hz.

Советы

  • Время и частота — компромисс. Длинный кадр даёт точные частоты, но размывает момент событий; для спектрограмм звука обычно берут 1024–4096 отсчётов.
  • Используйте окно. Умножьте кадр на окно Ханна или Блэкмана перед БПФ, чтобы уменьшить утечку от тонов между бинами.
  • Самая высокая видимая частота — fs ÷ 2; про наложение спектров подробнее в калькуляторе частоты Найквиста.

Частые вопросы

Что такое частотное разрешение БПФ?

Расстояние между соседними бинами, Δf = fs ÷ N: частота дискретизации, делённая на число отсчётов в кадре. При 48 кГц у БПФ на 4096 точек бины идут через 11,71875 Гц. Это 1 ÷ длительность кадра, поэтому более тонкое разрешение всегда требует более длинного куска сигнала.

Сколько частотных бинов у БПФ?

Всего N, но для вещественного сигнала верхняя половина зеркальна нижней. Различных — бины от 0 до N ÷ 2, то есть N ÷ 2 + 1 бинов от 0 Гц (постоянная составляющая) до частоты Найквиста fs ÷ 2.

Улучшает ли разрешение дополнение нулями?

Бины становятся чаще, а спектр — глаже, но информации не прибавляется: два тона ближе примерно 1 ÷ (длительность реального сигнала) всё равно не различить. Настоящее разрешение даёт только больше реальных отсчётов.

Какая частота у бина k?

f = k × fs ÷ N. При fs = 48 000 Гц и N = 4096 бин 100 стоит на 100 × 11,71875 = 1171,875 Гц. Тон между частотами бинов «растекается» по обоим — оконные функции, например окно Ханна, уменьшают эту утечку.

Ещё в разделе «Разработчикам»

Все инструменты раздела: Разработчикам ·Обновлено 7 ноября 2026 г.

Настройки конфиденциальности

Google Analytics показывает нам, какими инструментами пользуются и работают ли они. Он может ставить cookie. Ваш выбор сохраняется в этом браузере.