質問: 周波数解析について ある時系列データをセンサを使って計測し、fftを行ったのですが、結果の見方など、いくつか疑問があります。 得られた時系列データを見ると、直流成分に比べて交流成分が非常に微小であったとします。 (たとえば大気温度を計測した結果、直流成分は20°Cであり、それから±0.01°C変動など) ここで、この変動がどこから由来するものなのか知るためにfftを行いました。 そこで質問です。 (1)振幅スペクトル(あるいはパワースペクトル)を求めると、直流成分が大きすぎて、交流成分は潰れて表示されてしまうと思うのですが、普通直流成分は除いて表示するものなのでしょうか? (2)実際には綺麗な周期性はない波形であるためfftを行うとエイリアシングの様な現象が起こると思うのですが、fftで得られた結果は低周波数領域、高周波数領域どこでも信憑性のある結果なのでしょうか? といいますのも、 (3)パワースペクトル密度の単位は今回ならば[°C^2/hz]だと思うのですが、表示の仕方が人によってはデシベルであったり無次元であったりするのですがどれが正しいのでしょうか? 長くなりましたが、よろしくお願い致します。
回答: その変動が 測定誤差や直流分の変動ではないことは確実ですか また、センサの特性についても把握されていますか(0.01°Cの測定値の信頼性、再現性等) それが確認できれば 最初に直流分除去を行ってから解析するのが常套手段です 質問の例では 測定値から20°Cを差し引いた値で解析する 20°Cに変動があれば、それは解析の誤差になります ここをきちんと考察しないととんでもない結果を報告するになります 信頼性の期待できる範囲は サンプリング周期の2倍の周期からデータ測定期間の1/2の期間です それ以外は信頼性は全くありません また信頼性の無い期間・周期の変動が存在しないこと他の方法で確認しておかなければなりません エイリアシングや長周期変動の測定結果に与える影響を理解しておくことが必要です