非标准信号是频率内容随时间变化的信号。这光谱图非间隔信号是估计其频率内容的时间演变。构建非标准信号的谱图,信号分析仪遵循这些步骤:
将信号划分为相等长度的段。该段必须足够短,以至于信号的频率内容不会在段内明显变化。段可能或可能不重叠。
窗口每个段并计算其频谱以获得短时傅里叶变换.
逐段显示分贝中每个频谱的功率。将百分形的幅度描绘为具有幅度相关的Colormap的图像。
声谱图视图可用于只包含一个信号的显示器。
为了构建频谱图,首先将信号划分为可能重叠的段。在信号分析仪,您可以使用命令控制段的长度和相邻段之间的重叠量时间分辨率和重叠.如果你不指定长度和重叠,信号分析仪根据信号的整个长度选择长度,50%重叠。该应用将频谱图的时间轴与时域图的轴对齐。
在谱图标签,在时间分辨率部分中,点击指定.
如果信号没有时间信息,请指定采样中的时间分辨率(段长度)。时间分辨率必须为大于等于1且小于等于信号长度的整数。
如果信号有时间信息,请指定以秒为单位的时间分辨率。该应用程序将结果转换为若干个样本,并将其四舍五入到小于或等于该数字但不小于1的最近整数。时间分辨率必须小于或等于信号持续时间。
将重叠部分指定为段长度的百分比。该应用程序将结果转换为多个样本,并将其四舍五入到小于或等于该数字的最接近的整数。
如果您选择汽车对于时间分辨率计算,然后信号分析仪使用整个信号的长度来选择段的长度。应用程序将时间分辨率设置为⌈N/d⌉样本,括号中表示天花板函数,N是信号的长度,和d它是一个除数吗N:
信号长度(N) | 因子(d) | 段长度 |
---|---|---|
2 样品 -63 样品 |
2 |
1 样品-32 样品 |
64 样品 -255 样品 |
8 |
8 样品 -32 样品 |
256 样品 -2047. 样品 |
8 |
32 样品 -256 样品 |
2048. 样品 -4095 样品 |
16 |
128 样品 -256 样品 |
4096 样品 -8191. 样品 |
32 |
128 样品 -256 样品 |
8192. 样品 -16383 样品 |
64 |
128 样品 -256 样品 |
16384 样品 -N样品 |
128 |
128 样本-⌈N/128 ⌉样品 |
您仍然可以指定相邻段之间的重叠。指定重叠将改变段的数量。超出信号端点的段是用零填充的。
考虑七样本信号[s0 s1 s2 s3 s4 s5 s6]
.因为⌈7/2⌉=⌈3.5⌉= 4在没有重叠的情况下,该应用程序将信号分成长度为4的两段。段的数目随着重叠的增加而变化。
重叠样本的数量 | 产生的细分 |
---|---|
0 |
S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 0 |
1 |
S0 S1 S2 S3 S3 S4 S5 S6 |
2 |
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 |
3. |
S0 S1 S2 S3 S1 S2 S3 S4 S2 S3 S4 S5 S3 S4 S5 S6 |
一旦段的长度和重叠被设置,段的数量和它们的边缘位置保持固定,并独立于任何缩放或平移。当你缩放和平移时,信号分析仪使用落在可见的缩放区域内的段落中的段计算并显示频谱图。
应用程序:
将谱图的时间轴与相应的时域图的轴线对齐。这样,给定时间的光谱内容与它的发生保持一致。
对于非零重叠,将第一和最后一个段扩展到信号端点。
如果最后一段超出信号端点,则给信号加零。
当段具有0%重叠时,每个段以实际发生的时间为中心。当重叠非零时,频谱图时间轴与时域轴的对准具有第一和最后一次间隔伸长的效果。所有其他时间间隔都具有相同的长度。换句话说,除了第一个和最后一个之外,每个段的中心对应于实际发生的时间。考虑这个例子:
后信号分析仪将信号划分为重叠段,应用程序Windows每个段带有kaiser窗口。形状因子β窗户,因此泄漏可调。
请注意
用于计算信号频谱的泄漏量和用于谱图分段加窗的泄漏量是相互独立的。你可以分别调整它们。
然后,应用程序按照所列过程计算每个段的频谱信号分析仪中的频谱计算,但分辨率带宽的下限为
总之,信号分析仪在可实现的频谱分辨率之间找到折衷,该分段的整个长度以及由计算大FFT产生的性能限制。
如果可实现分析完整段的分辨率,则该应用程序使用具有指定形状因子的kaiser窗口计算整个段的单个修改的周期图。
如果不可实现的分析完整段产生的分辨率,则该应用程序计算WELCH期间图:它将段划分为重叠的副,每个子段,以及平均分段的一段焦点。该应用程序选择子段大小,窗口和重叠,以便复合周期图等效于具有指定的Kaiser窗口的整个段的修改时间指数。
该应用程序在分贝中显示短时傅里叶变换的电源,使用带有默认matlab的颜色栏®Colormap。彩色栏包括频谱图的全功率范围,如果缩放或平移,则不会更改。
您可以更改由给定颜色范围表示的大小级别。在谱图选项卡,更改要显示的最小值和最大功率值。您还可以设置ColorMap,以便它包括频谱图的缩放部分的全功率范围。在显示标签,单击适合colormap按钮。