QT GUI Frequency Sink

De QT GUI Frequency Sink in GNU Radio is een visualisatieblok waarmee je de frequentiespectrum van een signaal in real-time kunt bekijken. In de volksmond wordt dit een ‘FFT’ genoemd.

Hoe Werkt Het?

De QT GUI Frequency Sink werkt door een signaal in het tijdsdomein om te zetten naar het frequentiedomein met behulp van een Fast Fourier Transform (FFT). Dit spectrum wordt vervolgens gevisualiseerd als een grafiek, met frequentie op de horizontale as en amplitude (of vermogen) op de verticale as.

Stappen:

  1. FFT Berekening:
    • Het inkomende signaal wordt in blokken opgesplitst.
    • Voor elk blok wordt een FFT uitgevoerd om de frequentiecomponenten te berekenen.
  2. Berekenen van Vermogensspectra:
    • Het kwadraat van de amplitude van de FFT-resultaten wordt genomen om het vermogensspectrum te berekenen: P(f) = ∣ X(f) ∣2
      Hier is X(f) het resultaat van de FFT.
  3. Schalen en Logaritmische Weergave:
    • De amplitude van het spectrum kan worden weergegeven in lineaire of logaritmische schaal (bijvoorbeeld in dB).
    • Optioneel kan een gemiddelde worden toegepast om de spectrale weergave gladder te maken.
  4. Plotten:
    • Het berekende spectrum wordt weergegeven op een grafiek, met frequentie op de x-as en amplitude (in lineaire schaal of dB) op de y-as.

Parameters en Functies:

  • FFT-grootte:
    Het aantal punten dat wordt gebruikt voor de FFT. Een grotere FFT-grootte resulteert in een hogere frequentieresolutie.
  • Vermogensschaal:
    Kies tussen lineaire weergave of logaritmische schaal (bijvoorbeeld in decibel).
  • Frequentiebereik:
    Stel de frequentiebereiklimieten in (bijvoorbeeld van −fs/2 tot fs/2).
  • Gemiddelde:
    Een optie om de spectrale weergave te middelen over meerdere FFT-blokken om fluctuaties te verminderen en een stabieler spectrum te krijgen (None, Low, Medium, High)
  • Titel en Labels:
    De grafiek kan worden voorzien van een titel, evenals labels voor de assen, voor betere interpretatie

    Toepassingen:

    1. Analyseren van Signalen:
      Bekijk frequentiecomponenten in een signaal, zoals toonhoogtes, ruis, harmonischen of interferentie.
    2. Signaalverwerking Debuggen:
      Controleer hoe een signaal verandert door een verwerkingsketen, bijvoorbeeld na filtering of modulatie.
    3. Spectrum Monitoring:
      Gebruik het blok om in real-time spectrums te monitoren, bijvoorbeeld bij software gedefinieerde radio (SDR)-toepassingen.

      Voorbeeld:

      Stel dat je een signaal hebt met een samplefrequentie van 1 MHz en je wilt het spectrum analyseren:

      1. Voeg een QT GUI Frequency Sink toe aan je GNU Radio-flowgraph.
      2. Stel de FFT-grootte in op bijvoorbeeld 1024.
      3. Stel de frequentieschaal in op −500 kHz  tot 500 kHz.
      4. Bekijk het resulterende spectrum in real-time terwijl het signaal door de flowgraph loopt.

      Link naar GNU Radio site voor QT GUI Frequency Sink.