Signal Spectrum Agent
信号频谱分析助手
面向信号与系统 / 数字信号处理教学的离线静态智能体页面
离线运行 原生 JavaScript 教学任务驱动
Single Page Teaching Agent

把频谱可视化、参数实验和教学引导放进同一张静态网页。

这个页面不是普通 FFT 小工具,而是一个用于课堂演示与学生练习的频谱分析助手。 它会组织任务入口、实验工作台、结果摘要和智能体式结论,帮助用户按“观察、计算、判断、建议”的节奏理解频谱分析。

进入分析台
频谱可视化 采样诊断 泄露与窗函数分析 报告摘要导出
Capabilities

能力概览

先说明“这是什么智能体”,再进入实验操作。

基础频谱识别 覆盖正弦、余弦、方波、三角波、矩形脉冲、sinc 和多频叠加信号。
采样与混叠诊断 围绕 Nyquist 频率、采样率与主频关系给出实验判断。
泄露与窗函数对比 支持整周期与非整周期采样场景,帮助比较不同窗函数的旁瓣特征。
实验摘要输出 自动整理参数、关键结论与主峰结果,便于复制进实验记录。
Tasks

学习任务入口

点击任务卡后,页面会自动切换当前任务语境并填入推荐参数。

Workbench

分析工作台

左侧配置参数,右侧同步刷新时域、频域、诊断结论和实验摘要。

当前任务:基础信号频谱认识

围绕当前实验任务,页面会同步更新波形、频谱、关键计算量和结构化分析结论。

task: basic
连续时域波形 x(t) active
离散采样序列 x[n] active
FFT 幅度谱 |X(f)| active
FFT 相位谱 ∠X(f) active

助手分析区

实时刷新
观察 / 方舟生成

这里将描述当前图形现象,例如主峰位置、波形周期性、谱线分布和主瓣展宽情况。

计算 / 方舟生成

这里将展示 Nyquist 频率、频率分辨率、采样点数、采样时长和主峰位置等关键量。

判断 / 方舟生成

这里将判断是否存在混叠、泄露、栅栏效应以及分辨率不足等问题。

建议 / 方舟生成

这里将根据当前任务给出提高 fs、延长 T、调整 Nfft 或更换窗函数等操作建议。

思考题 / 作答反馈

这里会由火山方舟生成 1 个观察或判断问题。

提交后这里会显示判断、反馈和正确答案。

结果摘要

可导出

这里会汇总当前任务、关键参数、主峰信息和实验结论,便于整理实验记录。

字段 当前值
任务基础信号频谱认识
信号正弦信号
基频50 Hz
采样率1000 Hz
有效采样点数1024
采样时长1.024 s
FFT 点数2048
Nyquist500 Hz
物理分辨率0.9766 Hz
显示频率间隔0.4883 Hz
主峰表
# 频率 / Hz 幅值
1----
实验报告草稿
Teaching Notes

教学提示

这些提示整理自当前知识库,用于支撑任务解释和实验判断。

Nyquist 频率

Nyquist 频率为采样频率的一半,即 fN = fs / 2。当信号频率超过这个边界时,频谱可能发生混叠。

频率分辨率

频率分辨率由采样时长主导,常用表达为 Δf = fs / N = 1 / T。延长采样时间通常比单纯提高采样率更能提高分辨能力。

频谱泄露

有限长度截断和非整周期采样会让能量扩散到邻近频率点。使用 Hann、Hamming、Blackman 等窗函数可以减小旁瓣泄露。