谱图计算信号分析仪
内容的非平稳信号是信号的频率随时间变化。的光谱图的非平稳信号的估计时间演化的频率的内容。构造的非平稳信号的谱图,信号分析仪遵循这些步骤:
把信号分成等长段。段必须足够短,信号的频率含量在一段没有明显变化。段可能会或可能不会重叠。
窗口每一部分和计算得到的光谱短时傅里叶变换。
显示segment-by-segment每个光谱分贝的力量。描绘了并排大小作为一个形象magnitude-dependent colormap。
光谱图视图可以显示只包含一个信号。
有关更多信息,请参见谱图计算与信号处理工具箱。
把信号分成部分
构建一个谱图,首先将信号划分为可能重叠的部分。在信号分析仪,您可以控制段的长度和重叠的部分时间分辨率和重叠。如果你不指定长度和重叠,信号分析仪选择基于信号的整个长度,长度和50%重叠。谱图的应用将时间轴的轴时域阴谋。
指定的时间分辨率
在光谱图选项卡,时间分辨率部分中,点击指定。
如果信号没有时间信息,指定时间分辨率(区段长度)的样本。时间分辨率必须是一个整数大于或等于1和小于或等于信号长度。
如果信号的时间信息,指定秒的时间分辨率。应用程序将结果转换成大量的样品和轮它到最近的整数是小于或等于数量但不小于1。时间分辨率必须小于或等于信号持续时间。
指定重叠段长度的比例。应用程序将结果转换成大量的样品和轮它到最近的整数是小于或等于这个数字。
默认的时间分辨率
如果您选择汽车时间分辨率的计算信号分析仪使用整个信号的长度选择段的长度。应用程序设置的时间分辨率⌈N/d⌉样品,括号表示上限函数,N是信号的长度,d是一个除数,取决于N:
信号长度(N) | 因子(d) | 段长度 |
---|---|---|
2 样品-63年 样品 |
2 |
1 样品-32 样品 |
64年 样品-255年 样品 |
8 |
8 样品-32 样品 |
256年 样品-2047年 样品 |
8 |
32 样品-256年 样品 |
2048年 样品-4095年 样品 |
16 |
128年 样品-256年 样品 |
4096年 样品-8191年 样品 |
32 |
128年 样品-256年 样品 |
8192年 样品-16383年 样品 |
64年 |
128年 样品-256年 样品 |
16384年 样品-N样品 |
128年 |
128年 样本-⌈N/128年 ⌉样品 |
你仍然可以指定重叠相邻段。指定重叠段的数量变化。段在超越信号端点。
考虑seven-sample信号(s0 s1 s2 s3 s4 s5 s6)
。因为⌈7/2⌉= 3.5⌈⌉= 4的应用将信号划分为两段长度四个当没有重叠。段的数量随着重叠的增加变化。
重叠的样本数量 | 得到的片段 |
---|---|
0 |
s0 s1 s2 s3 s4 s5 s6 0 |
1 |
s0 s1 s2 s3 s3 s4 s5 s6 |
2 |
s0 s1 s2 s3 s2 s3 s4 s5 s4 s5 s6 0 |
3 |
s0 s1 s2 s3 s1 s2 s3 s4 s2 s3 s4 s5 s3 s4 s5 s6 |
时间对齐
一旦设置区段长度和重叠,段的数量及其边缘位置保持固定,独立于任何缩放或移动。当你放大和锅,信号分析仪计算和显示使用段的光谱图,可见放大区域内的利益。
应用程序:
将谱图的时间轴的轴相应的时域图。这样,在给定的时间谱内容符合它的发生。
为非零重叠,第一个和最后一个段延伸到信号的端点。
在信号如果最后一段超出信号端点。
当段有0%的重叠,每一部分集中在实际发生时间。非零重叠时,谱图的一致性与时域时间轴轴的影响,第一个和最后一个时间间隔拉长。其他时间间隔相同的长度。换句话说,每一段的中心,除了第一个和最后一个,对应于实际的发生时间。考虑一下这个例子:
段和计算光谱窗口
后信号分析仪将信号划分为重叠部分,应用windows Kaiser窗的每一部分。形状因子β的窗口,因此泄漏可调。
请注意
用于计算的泄漏信号频谱和泄漏用于窗口光谱图段是相互独立的。你可以分别调整。
应用程序然后计算每个部分的频谱,中概述的过程在信号分析仪谱计算的下限,除了分辨率带宽
总之,信号分析仪找到一个折衷的光谱分辨率可实现的整个长度段和性能限制而导致的计算fft算法。
如果分辨率造成分析完整的段是可实现的,这个程序计算一个整段的修改周期图使用Kaiser窗与指定的形状系数。
如果分辨率造成分析完整的部分不可以实现的,这个程序计算一个韦尔奇周期图:它将段划分为重叠的子分段,每个亚节windows,平均周期图的子分段。应用程序选择亚节大小,窗口,复合周期图重叠,这样相当于整个部分的修改周期图指定的Kaiser窗。
显示频谱功率
短时傅里叶变换的应用显示力量的分贝,使用默认的MATLAB的彩条®colormap。颜色条由全功率范围内的光谱图,不会改变如果你放大或平底锅。
你可以改变大小的水平代表一个给定的颜色范围。在光谱图选项卡中,改变显示的最小和最大力量值。你也可以设置colormap,包括全功率范围的光谱图的放大部分。在显示选项卡上,单击适合colormap按钮。