Ayuda para interpretar espectro extraño

Estoy muestreando una señal sinusoidal con un osciloscopio y viendo su espectro usando el modo FFT. La señal en el dominio del tiempo es esta:

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y estoy obteniendo este espectro:

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El pico por encima de la línea roja es claramente la señal sinusoidal de 30 kHz pero, ¿qué son todos esos picos por debajo de la línea roja? Claramente no son armónicos de mi señal... Hay picos incluso en frecuencias por debajo de la fundamental... ¿Podría ser causado por aliasing? ¿O qué es esto?

EDITAR:

Si la entrada es una onda cuadrada como esta:

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Obtengo este espectro:

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EDITAR 2:

Siguiendo las pautas en la respuesta de Ali Chen he comprobado que todos esos "picos extraños" se deben al aliasing, simplemente barriendo la frecuencia y viendo como se movía el espectro. Había preparado un gif pero no puedo encontrar cómo incrustarlo aquí. Así que dejé un enlace al gif.

Tienes que ver seriamente: Transformada de Fourier de 3blue1brown . Increíblemente bueno. Y creo que lo entenderás mejor.
Una cosa es un seno perfecto, continuo desde -infinito hasta + infinito. Otra cosa es muestrear una señal (que puede tener una frecuencia de ruido espuria añadida, pero ese no es el punto crucial) a intervalos deltat entre tstart y tend. Incluso en el ámbito continuo, la transformada de Fourier de un seno multiplicado por un rectángulo es diferente de la transformada de Fourier de un seno perfecto.
Vea si esto puede ser de ayuda: download.ni.com/e Evaluation/pxi /…
Intermodulación y aliasing.

Respuestas (3)

La multitud de frecuencias espurias en su transformada FF son reflejos de armónicos superiores submuestreados de su señal. Estos son alias, como correctamente notó. Consulte este artículo de EDN para obtener mejores explicaciones.

No está utilizando ningún filtro de corte en su señal, por lo que todos los armónicos por encima de la frecuencia de Nyquist se "pliegan" nuevamente en la ventana de frecuencia principal. Si mueves ligeramente tu frecuencia principal, verás que algunos picos se moverán hacia la izquierda y otros hacia la derecha, ya que provienen de diferentes pliegues.

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" No está utilizando ningún filtro de corte en su señal ", ¿cómo puede saberlo?
@HarrySvensson, ¿cómo puedo saberlo? Por la forma no distorsionada de la onda rectangular y por la gran cantidad de picos con alias.
Ah, inteligente. Me olvidé de la serie infinita para la onda rectangular.
Interesante. A menudo me preguntaba por qué a veces veo picos moviéndose en la dirección "incorrecta" en mi gráfico de cascada SDR, ahora lo sé, gracias :).

El pico por encima de la línea roja es claramente la señal sinusoidal de 30 kHz pero, ¿qué son todos esos picos por debajo de la línea roja? Claramente no son armónicos de mi señal... Hay picos incluso en frecuencias por debajo de la fundamental... ¿Podría ser causado por aliasing?

Aquí está la llamada "señal sinusoidal": -

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¿Le parece eso "muy" sinusoidal a alguien?

Todos esos pequeños artefactos producirán armónicos en el espectro y esos armónicos que están por encima de la frecuencia de muestreo de nyquist serán empujados hacia abajo en la banda base y pueden verse como líneas espectrales por debajo de su frecuencia fundamental de "onda sinusoidal".

Veo 30/60/90 KHz.

Veo 15, 45, 75 KHz.

Veo basura de banda base, en CC - 4 KHz, con 10 líneas espectrales de espaciado de 500 Hertz, que se modulan a -65 dB hacia abajo, probablemente como modulación de amplitud o modulación de frecuencia (ruido de fase o fluctuación)

¿Cuál es la fuente de su señal?