谱图计算与信号处理工具箱- MATLAB和Simulink MathWorks法国金宝appgydF4y2Ba

谱图计算与gydF4y2Ba信号处理工具箱gydF4y2Ba

信号处理工具箱™提供了三个函数计算的光谱图的非平稳信号。每个函数都有不同的输入参数,默认值,并输出。对你最好的选择取决于您的特定应用程序。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba非平稳的gydF4y2Ba信号是一个信号的频率内容会随着时间而改变。的gydF4y2Ba短时傅里叶变换gydF4y2Ba(STFT)是用于分析这个信号变化频率的内容。大小的平方STFT被称为gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba信号的时频表示。gydF4y2Ba

几种可能的声谱图只有一个时频表示。概述其他时频表示的信号处理工具箱和小波工具箱™,明白了gydF4y2Ba时频画廊gydF4y2Ba。固定的治疗使用的信号gydF4y2Ba周期图gydF4y2Ba功能,请参阅gydF4y2Ba使用FFT功率谱密度估计gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

函数谱图计算gydF4y2Ba

信号处理工具箱这些函数,可以用来计算谱图:gydF4y2Ba

光谱图gydF4y2Ba——专为最大的灵活性。计算STFT和segment-by-segment功率谱密度和功率谱。金宝app支持重新分配。gydF4y2Ba
stftgydF4y2Ba——专为可逆性和最大的控制。计算STFT。所使用的gydF4y2BadlstftgydF4y2Ba和gydF4y2BastftLayergydF4y2Ba。金宝app支持多通道输入。与之对应的gydF4y2BaistftgydF4y2Ba函数,计算逆STFT。gydF4y2Ba
pspectrumgydF4y2Ba——为方便使用而设计的。计算功率谱。分析中使用的脚本生成的gydF4y2Ba信号分析仪gydF4y2Ba。可以计算光谱的静止的光谱信号和持久性。金宝app支持重新分配。gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba功能是用作参考讨论。gydF4y2Ba

类别gydF4y2Ba	参数gydF4y2Ba	函数gydF4y2Ba
类别gydF4y2Ba	参数gydF4y2Ba	`光谱图gydF4y2Ba`	`stftgydF4y2Ba`	`pspectrumgydF4y2Ba`
输入gydF4y2Ba	信号gydF4y2Ba	向量和gydF4y2BaNgydF4y2Ba_xgydF4y2Ba元素gydF4y2Ba	向量和gydF4y2BaNgydF4y2Ba_xgydF4y2Ba元素gydF4y2Ba 矩阵gydF4y2BaNgydF4y2Ba_xgydF4y2Ba行gydF4y2Ba 时间表和gydF4y2BaNgydF4y2Ba_xgydF4y2Ba行gydF4y2Ba	向量和gydF4y2BaNgydF4y2Ba_xgydF4y2Ba元素gydF4y2Ba 时间表和gydF4y2BaNgydF4y2Ba_xgydF4y2Ba行gydF4y2Ba
	窗口中,gydF4y2BaggydF4y2Ba(gydF4y2BangydF4y2Ba)gydF4y2Ba	第二个位置参数gydF4y2Ba (默认:汉明窗)gydF4y2Ba	`窗口gydF4y2Ba`名称-值参数gydF4y2Ba (默认值:周期性损害窗口)gydF4y2Ba	Kaiser窗只gydF4y2Ba
	窗口长度,gydF4y2Ba米gydF4y2Ba	指定为样本的数量gydF4y2Ba (默认值:gydF4y2Ba⌊gydF4y2BaNgydF4y2Ba_xgydF4y2Ba/ 4.5⌋gydF4y2Ba)gydF4y2Ba	指定为样本的数量gydF4y2Ba (默认:128)gydF4y2Ba	`TimeResolutiongydF4y2Ba`名称-值参数gydF4y2Ba
	泄漏,gydF4y2BaℓgydF4y2Ba	取决于窗口gydF4y2Ba 如果使用一个皇帝窗口,调整使用gydF4y2BaβgydF4y2Ba形状系数gydF4y2Ba	取决于窗口gydF4y2Ba 如果使用一个皇帝窗口,调整使用gydF4y2BaβgydF4y2Ba形状系数gydF4y2Ba	`泄漏gydF4y2Ba`名称-值参数与Kaiser窗gydF4y2BaβgydF4y2Ba形状系数:gydF4y2BaℓgydF4y2Ba= 1 -gydF4y2BaβgydF4y2Ba/ 40gydF4y2Ba
	重叠,gydF4y2BalgydF4y2Ba	指定数量的样本作为第三位置参数gydF4y2Ba (默认值:50%的窗口长度)gydF4y2Ba	指定数量的样品gydF4y2Ba`OverlapLengthgydF4y2Ba`名称-值参数gydF4y2Ba (默认值:75%的窗口长度)gydF4y2Ba	指定的区段长度百分比gydF4y2Ba`OverlapPercentgydF4y2Ba`名称-值参数gydF4y2Ba (默认值:gydF4y2Ba $(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba -gydF4y2Ba \frac{1gydF4y2Ba}{2gydF4y2Ba \timesgydF4y2Ba ENBWgydF4y2Ba -gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba})gydF4y2Ba \timesgydF4y2Ba One hundred.gydF4y2Ba,gydF4y2Ba$ 在哪里gydF4y2BaENBWgydF4y2Ba窗口的等效噪声带宽)gydF4y2Ba
	数量的DFT点,gydF4y2BaNgydF4y2Ba_DFTgydF4y2Ba	第四个位置参数gydF4y2Ba (默认值:gydF4y2Ba马克斯(256 2gydF4y2Ba^{⌈日志gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba米gydF4y2Ba⌉gydF4y2Ba})gydF4y2Ba)gydF4y2Ba	`FFTLengthgydF4y2Ba`名称-值参数gydF4y2Ba (默认:128)gydF4y2Ba	总1024gydF4y2Ba
	时间信息gydF4y2Ba	采样率作为第五个位置参数指定gydF4y2Ba	采样率或时间向量指定为第二个位置参数gydF4y2Ba	采样率或时间向量指定为第二个位置参数gydF4y2Ba

函数调用gydF4y2Ba	fs = 100;x = exp (2 j π 20 ……(0:1 / fs: 2 - 1 / f));M = 200;路= 0.5;g = kaiser (M, 40 (1-lk));L = 100;Ndft = 1024;gydF4y2Ba	sps = abs (…光谱图(x, g, L,…Ndft fs,“中心”)…)^ 2;gydF4y2Ba	sts = abs (…stft (x, fs,窗口= g,…OverlapLength = L,…FFTLength = Ndft)…) ^ 2;gydF4y2Ba	pss = pspectrum (x, fs,…“声谱图”,…TimeResolution = M / fs,……泄漏=路,……OverlapPercent = L / M * 100…) *总和(g) ^ 2;gydF4y2Ba

方便的阴谋gydF4y2Ba	fs = 6 e2;ts = 0:1 / fs: 2.05;x = vco (sin(2 π ts)。……exp (ts) (0.1 - 0.4) fs, fs);M = 32;路= 0.9;g = kaiser (M, 40 * (1-lk));L = 22;Ndft = 1024;gydF4y2Ba 为gydF4y2Ba`光谱图gydF4y2Ba`,添加gydF4y2Ba`“权力”、“桠溪”gydF4y2Ba` 为gydF4y2Ba`stftgydF4y2Ba`,添加gydF4y2Ba`FrequencyRange =“单向的”gydF4y2Ba`

输出gydF4y2Ba	频率范围gydF4y2Ba	控制使用gydF4y2Ba`freqrangegydF4y2Ba`论点:gydF4y2Ba `“单向的”gydF4y2Ba`——甚至是价值观gydF4y2BaNgydF4y2Ba_DFTgydF4y2Ba,频率间隔是收在零频率和奈奎斯特频率gydF4y2BafgydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}/ 2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba 奇怪的价值观的gydF4y2BaNgydF4y2Ba_DFTgydF4y2Ba,频率间隔是在零频率和打开关闭gydF4y2BafgydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}/ 2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba (默认为实值信号。)gydF4y2Ba `“双侧”gydF4y2Ba`——所有的值gydF4y2BaNgydF4y2Ba_DFTgydF4y2Ba,频率间隔是在零频率和打开关闭gydF4y2BafgydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}。gydF4y2Ba `“中心”gydF4y2Ba`——甚至是价值观gydF4y2BaNgydF4y2Ba_DFTgydF4y2Ba,频率间隔是开放的gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BafgydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}/ 2gydF4y2Ba和关闭gydF4y2BafgydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}/ 2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba 奇怪的价值观的gydF4y2BaNgydF4y2Ba_DFTgydF4y2Ba,频率区间两端开放。gydF4y2Ba (默认为复值信号。)gydF4y2Ba 用户可以指定一个向量的频率计算STFT和声谱图。gydF4y2Ba	控制使用gydF4y2Ba`FrequencyRangegydF4y2Ba`名称-值参数:gydF4y2Ba `“单向的”gydF4y2Ba`- - - - - -一样gydF4y2Ba`光谱图gydF4y2Ba`。gydF4y2Ba `“双侧”gydF4y2Ba`- - - - - -一样gydF4y2Ba`光谱图gydF4y2Ba`。gydF4y2Ba `“中心”gydF4y2Ba`——在光谱图一样。gydF4y2Ba (默认为实值和复值信号。)gydF4y2Ba	控制使用gydF4y2Ba`双侧gydF4y2Ba`逻辑名称参数:gydF4y2Ba `假gydF4y2Ba`——在零频率和闭区间gydF4y2BafgydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}/ 2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba (默认为实值信号。)gydF4y2Ba `真正的gydF4y2Ba`——闭区间gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BafgydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}/ 2gydF4y2Ba而在gydF4y2BafgydF4y2Ba_{年代gydF4y2Ba}/ 2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba (默认为复值信号。)gydF4y2Ba
	时间间隔gydF4y2Ba	信号截断后最后完整的视窗化段。gydF4y2Ba 在部分中心时间值。gydF4y2Ba	信号截断后最后完整的视窗化段。gydF4y2Ba 在部分中心时间值。gydF4y2Ba	信号在超越过去的全部窗口的部分。gydF4y2Ba 在部分中心时间值。gydF4y2Ba
	归一化gydF4y2Ba	第一个输出参数是STFT。其大小的平方是光谱图。gydF4y2Ba 第四个参数是一个输出幅度的平方。光谱图,乘以gydF4y2Ba(ΣgydF4y2Ba_ngydF4y2BaggydF4y2Ba(gydF4y2BangydF4y2Ba))gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba并指定gydF4y2Ba`“权力”gydF4y2Ba`选择。gydF4y2Ba	第一个输出参数是STFT。其大小的平方是光谱图。gydF4y2Ba	第一个参数是一个输出大小的平方。gydF4y2Ba 光谱图,乘以gydF4y2Ba(ΣgydF4y2Ba_ngydF4y2BaggydF4y2Ba(gydF4y2BangydF4y2Ba))gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
	PSD和功率谱gydF4y2Ba	第四输出参数gydF4y2Ba`光谱图gydF4y2Ba`包含段功率谱密度或段功率谱。gydF4y2Ba 声谱图等于功率谱乘以的平方之和窗口元素。gydF4y2Ba `spectrumtypegydF4y2Ba`论点:gydF4y2Ba `“psd”gydF4y2Ba`——乘gydF4y2BaENBWgydF4y2Ba获得功率谱gydF4y2Ba (默认)gydF4y2Ba `“权力”gydF4y2Ba`——功率谱gydF4y2Ba	输出参数是STFT。gydF4y2Ba	输出参数是功率谱gydF4y2Ba 获取PSD,除以gydF4y2BaENBWgydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba		默认值的光谱图gydF4y2Ba 比较光谱图功能和STFT的定义gydF4y2Ba 在音频信号跟踪啾啾gydF4y2Ba	短时傅里叶变换gydF4y2Ba 比较光谱图和stft的功能gydF4y2Ba STFT的多通道信号gydF4y2Ba	正弦信号的功率谱gydF4y2Ba 比较光谱图和pspectrum功能gydF4y2Ba Bandstop音乐信号的滤波gydF4y2Ba

STFT和声谱图定义gydF4y2Ba

计算信号的STFT滑动gydF4y2Ba分析窗口gydF4y2BaggydF4y2Ba(gydF4y2BangydF4y2Ba)gydF4y2Ba的长度gydF4y2Ba米gydF4y2Ba信号和离散傅里叶变换(DFT)计算每一部分的窗口的数据。窗户跳原始信号的间隔gydF4y2BaRgydF4y2Ba样品,相当于gydF4y2BalgydF4y2Ba=gydF4y2Ba米gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2BaRgydF4y2Ba毗邻的重叠部分的样本。大多数窗口的功能逐渐减少边缘,以避免光谱响了。每个窗口的部分添加到的DFT复值矩阵,包含每个时间点的大小和相位和频率。STFT的矩阵gydF4y2Ba

$kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba ⌊gydF4y2Ba \frac{{NgydF4y2Ba}_{xgydF4y2Ba} -gydF4y2Ba lgydF4y2Ba}{米gydF4y2Ba -gydF4y2Ba lgydF4y2Ba} ⌋gydF4y2Ba$

列,gydF4y2BaNgydF4y2Ba_xgydF4y2Ba信号的长度吗gydF4y2BaxgydF4y2Ba(gydF4y2BangydF4y2Ba)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba⌊⌋gydF4y2Ba符号表示函数的地板上。矩阵的行数等于gydF4y2BaNgydF4y2Ba_DFTgydF4y2BaDFT点的数量,集中和双边变换和奇数接近gydF4y2BaNgydF4y2Ba_DFTgydF4y2Ba/ 2gydF4y2Ba片面的实值信号的转换。gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba米gydF4y2BaSTFT的th列矩阵gydF4y2Ba $XgydF4y2Ba (gydF4y2Ba fgydF4y2Ba)gydF4y2Ba =gydF4y2Ba (gydF4y2Ba \begin{matrix} {XgydF4y2Ba}_{1gydF4y2Ba} (gydF4y2Ba fgydF4y2Ba)gydF4y2Ba & {XgydF4y2Ba}_{2gydF4y2Ba} (gydF4y2Ba fgydF4y2Ba)gydF4y2Ba & {XgydF4y2Ba}_{3gydF4y2Ba} (gydF4y2Ba fgydF4y2Ba)gydF4y2Ba & \dotsgydF4y2Ba & {XgydF4y2Ba}_{kgydF4y2Ba} (gydF4y2Ba fgydF4y2Ba)gydF4y2Ba \end{matrix}]gydF4y2Ba$ 包含了DFT的窗口的数据集中的时候了gydF4y2Ba先生gydF4y2Ba:gydF4y2Ba

${XgydF4y2Ba}_{米gydF4y2Ba} (gydF4y2Ba fgydF4y2Ba)gydF4y2Ba =gydF4y2Ba {\sumgydF4y2Ba}_{ngydF4y2Ba =gydF4y2Ba -gydF4y2Ba ∞gydF4y2Ba}^{∞gydF4y2Ba} xgydF4y2Ba (gydF4y2Ba ngydF4y2Ba)gydF4y2Ba ggydF4y2Ba (gydF4y2Ba ngydF4y2Ba -gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba RgydF4y2Ba)gydF4y2Ba {egydF4y2Ba}^{-gydF4y2Ba jgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba πgydF4y2Ba fgydF4y2Ba ngydF4y2Ba} 。gydF4y2Ba$

比较gydF4y2Ba`光谱图gydF4y2Ba`功能和STFT的定义gydF4y2Ba

打开生活的脚本gydF4y2Ba

生成一个信号,由复值凸二次啁啾取样在600 Hz 2秒。的唧唧声有一个初始频率250赫兹和最后一个50赫兹的频率。gydF4y2Ba

fs = 6 e2;ts = 0:1 / fs: 2;x =唧唧声(ts 250, ts(结束),50岁,gydF4y2Ba“二次”gydF4y2Ba0,gydF4y2Ba“凸”gydF4y2Ba,gydF4y2Ba“复杂”gydF4y2Ba);gydF4y2Ba

光谱图gydF4y2Ba函数gydF4y2Ba

使用gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba函数计算STFT的信号。gydF4y2Ba

把信号分成部分,gydF4y2Ba $米gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 49gydF4y2Ba$ 样品长。gydF4y2Ba
指定gydF4y2Ba $lgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba$ 毗邻的重叠部分的样本。gydF4y2Ba
丢弃最后,短段。gydF4y2Ba
每一段Bartlett窗口的窗口。gydF4y2Ba
评估每一段的离散傅里叶变换gydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba} =gydF4y2Ba 1024年gydF4y2Ba$ 点。默认情况下,gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba计算双边变换的复值信号。gydF4y2Ba

M = 49;L = 11;g = bartlett (M);Ndft = 1024;f (s, t) =光谱图(x, g, L, Ndft, fs);gydF4y2Ba

使用gydF4y2BawaterplotgydF4y2Ba函数来计算并显示谱图,定义为STFT的大小的平方。gydF4y2Ba

waterplot (s, t)gydF4y2Ba

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含频率(赫兹),ylabel时间(s)包含一个补丁类型的对象。gydF4y2Ba

STFT的定义gydF4y2Ba

计算的STFTgydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{xgydF4y2Ba}$ 使用定义样本信号。将信号划分为gydF4y2Ba $⌊gydF4y2Ba \frac{{NgydF4y2Ba}_{xgydF4y2Ba} - - - - - -gydF4y2Ba lgydF4y2Ba}{米gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba lgydF4y2Ba} ⌋gydF4y2Ba$ 重叠的部分。窗口每一部分并评估其离散傅里叶变换gydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba}$ 点。gydF4y2Ba

(之后,~)=缓冲区(1:长度(x), M, L,gydF4y2Ba“nodelay”gydF4y2Ba);X = fft (X(之后)。* g, Ndft);gydF4y2Ba

计算STFT的时间和频率范围。gydF4y2Ba

找到时间值,除以时间向量重叠的部分。时间值的中点段,每段视为一个区间打开处于这个区间的低端。gydF4y2Ba
找到频率值,指定一个尼奎斯特间隔关闭在零频率和开放在低端。gydF4y2Ba

tbuf = ts(之后);色=意味着(tbuf(2:最终,:));弗林特= 0:fs / Ndft: fs-fs / Ndft;gydF4y2Ba

比较的输出gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba的定义。显示谱图。gydF4y2Ba

maxdiff = max (max (abs (sx)))gydF4y2Ba

maxdiff = 0gydF4y2Ba

waterplot (X,弗林特,色调)gydF4y2Ba

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含频率(赫兹),ylabel时间(s)包含一个补丁类型的对象。gydF4y2Ba

函数gydF4y2Bawaterplot (s, t)gydF4y2Ba%瀑布图的谱图gydF4y2Ba瀑布(f t abs (s)”。^ 2)组(gca, XDir =gydF4y2Ba“反向”gydF4y2Ba、查看= 50[30])包含(gydF4y2Ba“频率(赫兹)”gydF4y2Ba)ylabel (gydF4y2Ba“时间(s)”gydF4y2Ba)gydF4y2Ba结束gydF4y2Ba

比较gydF4y2Ba`光谱图gydF4y2Ba`和gydF4y2Ba`stftgydF4y2Ba`功能gydF4y2Ba

打开生活的脚本gydF4y2Ba

生成一个信号组成的啁啾取样1.4 kHz 2秒。短促声波的频率减少线性测量期间从600赫兹到100赫兹。gydF4y2Ba

fs = 1400;x =唧唧声(0:1 / fs: 2600、2100);gydF4y2Ba

stftgydF4y2Ba违约gydF4y2Ba

计算信号的STFT使用gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba和gydF4y2BastftgydF4y2Ba功能。使用默认值gydF4y2BastftgydF4y2Ba功能:gydF4y2Ba

把信号分成128 -样本段和窗口每一段周期损害窗口。gydF4y2Ba
指定96个样本之间的重叠的部分。这长度相当于75%的窗口长度。gydF4y2Ba
指定128 DFT点和中心STFT在零频率,频率表示的赫兹。gydF4y2Ba

验证两个结果是相等的。gydF4y2Ba

M = 128;g =损害(M,gydF4y2Ba“周期”gydF4y2Ba);L = 0.75 * M;Ndft = 128;[sp, fp, tp) =光谱图(x, g, L, Ndft, fs,gydF4y2Ba“中心”gydF4y2Ba);[s、f t] = stft (x, fs);dff = max (max (abs (sp-s)))gydF4y2Ba

dff = 0gydF4y2Ba

使用gydF4y2Ba网gydF4y2Ba函数绘制的两个输出。gydF4y2Ba

nexttile网(tp、fp、abs (sp)。^ 2)标题(gydF4y2Ba“声谱图”gydF4y2Ba)(2),轴gydF4y2Ba紧gydF4y2Banexttile网(t、f、abs (s) ^ 2)标题(gydF4y2Ba“stft”gydF4y2Ba)(2),轴gydF4y2Ba紧gydF4y2Ba

图包含2轴对象。坐标轴对象1标题声谱图包含一个类型的对象的表面。坐标轴对象2标题stft包含一个类型的对象的表面。gydF4y2Ba

光谱图gydF4y2Ba违约gydF4y2Ba

重复的计算使用默认值gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba功能:gydF4y2Ba

把信号划分成段的长度gydF4y2Ba $米gydF4y2Ba =gydF4y2Ba ⌊gydF4y2Ba {NgydF4y2Ba}_{xgydF4y2Ba} /gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba ⌋gydF4y2Ba$ ,在那里gydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{xgydF4y2Ba}$ 是信号的长度。汉明窗窗口每一部分。gydF4y2Ba
指定50%重叠部分。gydF4y2Ba
计算FFT,使用gydF4y2Ba $马克斯gydF4y2Ba (gydF4y2Ba 256年gydF4y2Ba,gydF4y2Ba {2gydF4y2Ba}^{⌈gydF4y2Ba {日志gydF4y2Ba}_{2gydF4y2Ba} 米gydF4y2Ba ⌉gydF4y2Ba})gydF4y2Ba$ 点。只有积极的归一化频率计算光谱图。gydF4y2Ba

M =地板(长度(x) / 4.5);g =汉明(M);L =地板(M / 2);Ndft = max (256 2 ^ nextpow2 (M));(sx,外汇,tx) =光谱图(x);(圣,英国《金融时报》,tt) = stft (x,窗口= g, OverlapLength = L,gydF4y2Ba…gydF4y2BaFFTLength = Ndft FrequencyRange =gydF4y2Ba“单向的”gydF4y2Ba);dff = max (max (sx-st))gydF4y2Ba

dff = 0gydF4y2Ba

使用gydF4y2BawaterplotgydF4y2Ba函数绘制的两个输出。把频率轴gydF4y2Ba $πgydF4y2Ba$ 在这两种情况下。为gydF4y2BastftgydF4y2Ba输出,样本数量除以有效采样率,gydF4y2Ba $2gydF4y2Ba πgydF4y2Ba$ 。gydF4y2Ba

图nexttile waterplot (sx, fx /π,tx)标题(gydF4y2Ba“声谱图”gydF4y2Ba)nexttile waterplot(圣,《金融时报》/π,tt /(2 *π))标题(gydF4y2Ba“stft”gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

$图包含2轴对象。坐标轴对象1标题声谱图,包含频率/ \π,ylabel样本包含一个补丁类型的对象。坐标轴对象2标题stft,包含频率/ \π,ylabel样本包含一个补丁类型的对象。gydF4y2Ba$

函数gydF4y2Bawaterplot (s, t)gydF4y2Ba%瀑布图的谱图gydF4y2Ba瀑布(f t abs (s)”。^ 2)组(gca, XDir =gydF4y2Ba“反向”gydF4y2Ba、查看= 50[30])包含(gydF4y2Ba“频率/ \π”gydF4y2Ba)ylabel (gydF4y2Ba“样本”gydF4y2Ba)gydF4y2Ba结束gydF4y2Ba

比较gydF4y2Ba`光谱图gydF4y2Ba`和gydF4y2Ba`pspectrumgydF4y2Ba`功能gydF4y2Ba

打开生活的脚本gydF4y2Ba

产生一个信号,由一个压控振荡器和三个高斯原子。信号采样gydF4y2Ba ${fgydF4y2Ba}_{年代gydF4y2Ba} =gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba$ kHz 2秒。gydF4y2Ba

fs = 2000;tx = 0:1 / fs: 2;gaussFun = @ (A, x,μf) exp (- (xμ)。^ 2 /(2 * 0.03 ^ 2)。*罪(2 *π* f。* x) *”;s = gaussFun ((1 1 1), tx”[0.1 - 0.65 1], [2 6 2] * 100) * 1.5;x = vco(线性调频(tx + 1。0 tx(结束),3)。* exp (2 * (tx-1) ^ 2), [0.1 - 0.4] * fs, fs);x = s + x”;gydF4y2Ba

短时傅里叶变换gydF4y2Ba

使用gydF4y2BapspectrumgydF4y2Ba函数来计算STFT。gydF4y2Ba

把gydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{xgydF4y2Ba}$ 样本信号长度的片段gydF4y2Ba $米gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 80年gydF4y2Ba$ 样本,相应的时间分辨率gydF4y2Ba $80年gydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2000年gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 40gydF4y2Ba$ 毫秒。gydF4y2Ba
指定gydF4y2Ba $lgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba$ 样品或相邻重叠部分的20%。gydF4y2Ba
Kaiser窗窗口每一部分,指定一个泄漏gydF4y2Ba $ℓgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 。gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba$ 。gydF4y2Ba

M = 80;L = 16;路= 0.7;F (S, T) = pspectrum (x, fs,gydF4y2Ba“声谱图”gydF4y2Ba,gydF4y2Ba…gydF4y2BaTimeResolution = M / fs, OverlapPercent = L / M * 100,gydF4y2Ba…gydF4y2Ba泄漏=路);gydF4y2Ba

比较的结果gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba函数。gydF4y2Ba

直接在样本指定窗口长度和重叠。gydF4y2Ba
pspectrumgydF4y2Ba总是使用Kaiser窗gydF4y2Ba $ggydF4y2Ba (gydF4y2Ba ngydF4y2Ba)gydF4y2Ba$ 。泄漏gydF4y2Ba $ℓgydF4y2Ba$ 和形状系数gydF4y2Ba $βgydF4y2Ba$ 窗外是相关的gydF4y2Ba $βgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 40gydF4y2Ba \timesgydF4y2Ba (gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba ℓgydF4y2Ba)gydF4y2Ba$ 。gydF4y2Ba
pspectrumgydF4y2Ba总是使用gydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba} =gydF4y2Ba 1024年gydF4y2Ba$ 当计算离散傅里叶变换。您可以指定这个号码如果你想计算变换在双边或频率范围。然而,对于片面的变换,默认为真实信号,gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba使用gydF4y2Ba $1024年gydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 513年gydF4y2Ba$ 点。此外,您可以指定您想要计算的向量的频率变换,在这个例子中。gydF4y2Ba
如果不能准确划分为一个信号gydF4y2Ba $kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba ⌊gydF4y2Ba \frac{{NgydF4y2Ba}_{xgydF4y2Ba} - - - - - -gydF4y2Ba lgydF4y2Ba}{米gydF4y2Ba - - - - - -gydF4y2Ba lgydF4y2Ba} ⌋gydF4y2Ba$ 段,gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba截断信号而gydF4y2BapspectrumgydF4y2Ba垫与零信号,创建一个额外的部分。输出等效,删除最后一段和最后一个元素的向量。gydF4y2Ba
光谱图gydF4y2Ba返回STFT,其大小的平方是光谱图。gydF4y2BapspectrumgydF4y2Ba返回segment-by-segment功率谱,已方但除以一个因子gydF4y2Ba ${\sumgydF4y2Ba}_{ngydF4y2Ba} ggydF4y2Ba (gydF4y2Ba ngydF4y2Ba)gydF4y2Ba$ 在平方。gydF4y2Ba
对于片面的变换,gydF4y2BapspectrumgydF4y2Ba增加了一个额外的因素2的谱图。gydF4y2Ba

g = kaiser (M, 40 * (1-lk));k =(长度(x) - l) /(马丁);gydF4y2Ba如果gydF4y2Bak ~ =地板(k) =年代(:,1:地板(k));T = T(1:地板(k));gydF4y2Ba结束gydF4y2Baf (s, t) =光谱图(x / (g)和*√(2),g, L, f, f);gydF4y2Ba

使用gydF4y2BawaterplotgydF4y2Ba函数显示谱图由两个函数计算。gydF4y2Ba

次要情节(2,1,1)waterplot (sqrt (S)、F T)标题(gydF4y2Ba“pspectrum”gydF4y2Ba次要情节(2,1,2)waterplot (s、f t)标题(gydF4y2Ba“声谱图”gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

图包含2轴对象。与标题pspectrum坐标轴对象1,包含频率(赫兹),ylabel时间(s)包含一个补丁类型的对象。坐标轴对象与标题声谱图2,包含频率(赫兹),ylabel时间(s)包含一个补丁类型的对象。gydF4y2Ba

maxd = max (max (abs (abs (s) ^ 2 s)))gydF4y2Ba

maxd = 2.4419 e-08gydF4y2Ba

功率谱和便利的情节gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba函数有第四个参数对应于segment-by-segment功率谱和功率谱密度。类似的输出gydF4y2BapspectrumgydF4y2Ba,gydF4y2BapsgydF4y2Ba争论已经平方,包括归一化因子gydF4y2Ba ${\sumgydF4y2Ba}_{ngydF4y2Ba} ggydF4y2Ba (gydF4y2Ba ngydF4y2Ba)gydF4y2Ba$ 。一边倒的声音(真正的信号,你仍然必须包括额外的2倍。设置缩放参数的函数gydF4y2Ba“权力”gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

(~,~,~,ps) =光谱图(x * sqrt (2), g, L, F, F,gydF4y2Ba“权力”gydF4y2Ba);马克斯(abs (S (:) ps (:)))gydF4y2Ba

ans = 2.4419 e-08gydF4y2Ba

不带输出参数调用时,两个gydF4y2BapspectrumgydF4y2Ba和gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba图的谱图信号分贝。包括2片面的谱图的因子。设置colormaps情节是一样的。设置gydF4y2BaxgydF4y2Ba限制同样的价值观使可见额外的段的末尾gydF4y2BapspectrumgydF4y2Ba情节。在gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba情节,显示的频率gydF4y2BaygydF4y2Ba设在。gydF4y2Ba

次要情节(2,1,1)pspectrum (x, fs,gydF4y2Ba“声谱图”gydF4y2Ba,gydF4y2Ba…gydF4y2BaTimeResolution = M / fs, OverlapPercent = L / M * 100,gydF4y2Ba…gydF4y2Ba泄漏=路)标题(gydF4y2Ba“pspectrum”gydF4y2Ba)cc =爬;xl = xlim;次要情节(2,1,2)谱图(x * sqrt (2), g, L, F, F,gydF4y2Ba“权力”gydF4y2Ba,gydF4y2Ba“桠溪”gydF4y2Ba)标题(gydF4y2Ba“声谱图”gydF4y2Ba爬(cc) xlim (xl)gydF4y2Ba

图包含2轴对象。与标题pspectrum坐标轴对象1,包含时间(s), ylabel频率(赫兹)包含一个类型的对象的形象。坐标轴对象与标题声谱图2,包含时间(s), ylabel频率(赫兹)包含一个类型的对象的形象。gydF4y2Ba

函数gydF4y2Bawaterplot (s, t)gydF4y2Ba%瀑布图的谱图gydF4y2Ba瀑布(f t abs (s)”。^ 2)组(gca, XDir =gydF4y2Ba“反向”gydF4y2Ba、查看= 50[30])包含(gydF4y2Ba“频率(赫兹)”gydF4y2Ba)ylabel (gydF4y2Ba“时间(s)”gydF4y2Ba)gydF4y2Ba结束gydF4y2Ba

计算中心和片面的声谱图gydF4y2Ba

打开生活的脚本gydF4y2Ba

产生一个信号,由一个实值啁啾取样2 kHz 2秒。gydF4y2Ba

fs = 2000;tx = 0:1 / fs: 2;x = vco(线性调频(tx 0 tx(结束),2)。* exp (3 * (tx-1) ^ 2),gydF4y2Ba…gydF4y2Ba(0.1 - 0.4)* fs, fs)。*损害(长度(tx));gydF4y2Ba

双面的光谱图gydF4y2Ba

计算和情节的双边STFT的信号。gydF4y2Ba

把信号分成部分,gydF4y2Ba $米gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 73年gydF4y2Ba$ 样品长。gydF4y2Ba
指定gydF4y2Ba $lgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 24gydF4y2Ba$ 毗邻的重叠部分的样本。gydF4y2Ba
丢弃最后,短段。gydF4y2Ba
每一段平顶建筑物的窗口的窗口。gydF4y2Ba
评估每一段的离散傅里叶变换gydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba} =gydF4y2Ba 895年gydF4y2Ba$ 点,并指出这是一个奇数。gydF4y2Ba

M = 73;L = 24;g = flattopwin (M);Ndft = 895;乃文= ~国防部(Ndft 2);[stwo f t] =光谱图(x, g, L, Ndft, fs,gydF4y2Ba“双侧”gydF4y2Ba);gydF4y2Ba

使用gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba函数没有输出参数绘制双边谱图。gydF4y2Ba

光谱图(x, g, L, Ndft, fs,gydF4y2Ba“双侧”gydF4y2Ba,gydF4y2Ba“权力”gydF4y2Ba,gydF4y2Ba“桠溪”gydF4y2Ba);gydF4y2Ba

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含时间(s), ylabel频率(赫兹)包含一个类型的对象的形象。gydF4y2Ba

使用定义计算双边谱图。将信号划分为gydF4y2Ba $米gydF4y2Ba$ 示例部分与gydF4y2Ba $lgydF4y2Ba$ 毗邻的重叠部分的样本。窗口每一部分并计算其离散傅里叶变换gydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba}$ 点。gydF4y2Ba

(之后,~)=缓冲区(1:长度(x), M, L,gydF4y2Ba“nodelay”gydF4y2Ba);Xtwo = fft (x(之后)。* g, Ndft);gydF4y2Ba

计算时间和频率范围。gydF4y2Ba

找到时间值,除以时间向量重叠的部分。时间值的中点段,每段视为一个区间打开处于这个区间的低端。gydF4y2Ba
找到频率值,指定一个尼奎斯特间隔关闭在零频率和开放上端。gydF4y2Ba

tbuf = tx(之后);ttwo =意味着(tbuf(2:最终,:));ftwo = 0: fs / Ndft: fs * (1 - 1 / Ndft);gydF4y2Ba

比较的输出gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba的定义。使用gydF4y2BawaterplotgydF4y2Ba函数显示谱图。gydF4y2Ba

差别=[马克斯(max (abs (stwo-Xtwo))) max (abs (f-ftwo '))马克斯(abs (t-ttwo)))gydF4y2Ba

差别=gydF4y2Ba1×3gydF4y2Ba10gydF4y2Ba^{-12年gydF4y2Ba}0×0.2274 - 0.0002gydF4y2Ba

图nexttile waterplot (Xtwo ftwo ttwo)标题(gydF4y2Ba“两面,定义”gydF4y2Ba)nexttile waterplot (stwo f t)标题(gydF4y2Ba“两面,谱图函数”gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

图包含2轴对象。坐标轴对象1标题两面,定义,包含频率(赫兹),ylabel时间(s)包含一个补丁类型的对象。坐标轴对象2标题两面,谱图功能,包含频率(赫兹),ylabel时间(s)包含一个补丁类型的对象。gydF4y2Ba

集中光谱图gydF4y2Ba

计算信号的集中光谱图。gydF4y2Ba

使用相同的用于双边STFT的时间值。gydF4y2Ba
使用gydF4y2BafftshiftgydF4y2Ba转移函数的零频分量STFT频谱的中心。gydF4y2Ba
对奇值gydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba}$ ,频率区间两端开放。对于even-valuedgydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba}$ ,低端的频率间隔是开放和关闭的上端。gydF4y2Ba

比较输出并显示谱图。gydF4y2Ba

tcen = ttwo;gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba~乃文Xcen = fftshift (Xtwo, 1);fcen = - f / 2 * (1 - 1 / Ndft): fs / Ndft: fs / 2;gydF4y2Ba其他的gydF4y2BaXcen = fftshift (circshift (Xtwo, 1), 1);fcen = (- f / 2 * (1 - 1 / Ndft): fs / Ndft: fs / 2) + fs / Ndft / 2;gydF4y2Ba结束gydF4y2Ba[scen f t] =光谱图(x, g, L, Ndft, fs,gydF4y2Ba“中心”gydF4y2Ba);差别=[马克斯(max (abs (scen-Xcen))) max (abs (f-fcen '))马克斯(abs (t-tcen)))gydF4y2Ba

差别=gydF4y2Ba1×3gydF4y2Ba10gydF4y2Ba^{-12年gydF4y2Ba}0×0.2274 - 0.0002gydF4y2Ba

图nexttile waterplot (Xcen fcen tcen)标题(gydF4y2Ba“集中,定义”gydF4y2Ba)nexttile waterplot (scen f t)标题(gydF4y2Ba“集中,谱图函数”gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

图包含2轴对象。坐标轴对象1标题居中,定义,包含频率(赫兹),ylabel时间(s)包含一个补丁类型的对象。坐标轴对象2标题居中,谱图功能,包含频率(赫兹),ylabel时间(s)包含一个补丁类型的对象。gydF4y2Ba

片面的光谱图gydF4y2Ba

计算信号的片面的光谱图。gydF4y2Ba

使用相同的用于双边STFT的时间值。gydF4y2Ba
对奇值gydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba}$ 首先,片面的STFT包括gydF4y2Ba $(gydF4y2Ba {NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba} +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba$ 双边STFT的行。对于even-valuedgydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba}$ 首先,片面的STFT包括gydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba} /gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba$ 双边STFT的行。gydF4y2Ba
对奇值gydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba}$ 、频率间隔是收在零频率在奈奎斯特频率和开放。对于even-valuedgydF4y2Ba ${NgydF4y2Ba}_{DFTgydF4y2Ba}$ ,频率区间两端封闭。gydF4y2Ba

比较输出并显示谱图。为实值信号gydF4y2Ba“单向的”gydF4y2Ba参数是可选的。gydF4y2Ba

语气= ttwo;gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba~乃文Xone = Xtwo (1: (Ndft + 1) / 2,:);gydF4y2Ba其他的gydF4y2BaXone = Xtwo (1: Ndft / 2 + 1,);gydF4y2Ba结束gydF4y2Ba词语快捷键= 0:fs / Ndft: fs / 2;(宋,f, t) =光谱图(x, g, L, Ndft, fs);差别=[马克斯(max (abs (sone-Xone))) max (abs (f-fone '))马克斯(abs (t-tone)))gydF4y2Ba

差别=gydF4y2Ba1×3gydF4y2Ba10gydF4y2Ba^{-12年gydF4y2Ba}0×0.1137 - 0.0002gydF4y2Ba

图nexttile waterplot (Xone词语快捷键,语气)标题(gydF4y2Ba“片面的,定义”gydF4y2Ba)nexttile waterplot(宋f t)标题(gydF4y2Ba“片面的,光谱图函数”gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

图包含2轴对象。坐标轴对象1标题片面的,定义,包含频率(赫兹),ylabel时间(s)包含一个补丁类型的对象。坐标轴对象2标题片面,谱图功能,包含频率(赫兹),ylabel时间(s)包含一个补丁类型的对象。gydF4y2Ba

函数gydF4y2Bawaterplot (s, t)gydF4y2Ba%瀑布图的谱图gydF4y2Ba瀑布(f t abs (s)”。^ 2)组(gca, XDir =gydF4y2Ba“反向”gydF4y2Ba、查看= 50[30])包含(gydF4y2Ba“频率(赫兹)”gydF4y2Ba)ylabel (gydF4y2Ba“时间(s)”gydF4y2Ba)gydF4y2Ba结束gydF4y2Ba

计算段PSDs和功率谱gydF4y2Ba

打开生活的脚本gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba函数矩阵包含功率谱密度(PSD)或每段作为第四输出的功率谱参数。功率谱等于PSD乘以等效噪声带宽(ENBW)的窗口。gydF4y2Ba

产生一个信号,由一个对数啁啾取样为1秒1 kHz。唧唧喳喳的初始频率400赫兹,减少到10赫兹的测量。gydF4y2Ba

fs = 1000;tt = 0:1 / fs: 1 - 1 / f;y =唧唧声(tt 400 tt(结束),10日gydF4y2Ba“对数”gydF4y2Ba);gydF4y2Ba

段PSDs与采样率和功率谱gydF4y2Ba

把信号分成102 -样本段损害窗口和窗口每一部分。指定12样本之间的重叠相邻段和DFT 1024点。gydF4y2Ba

M = 102;g =损害(M);L = 12;Ndft = 1024;gydF4y2Ba

计算信号的谱图用默认PSD光谱类型。输出的STFT和数组段功率谱密度。gydF4y2Ba

(s、f t, p) =光谱图(y, g, L, Ndft, fs);gydF4y2Ba

重复计算的光谱类型指定为gydF4y2Ba“权力”gydF4y2Ba。输出的STFT和数组段功率谱。gydF4y2Ba

(r, ~, ~ q) =光谱图(y, g, L, Ndft, fs,gydF4y2Ba“权力”gydF4y2Ba);gydF4y2Ba

验证谱图在这两种情况下是相同的。图的谱图用对数刻度的频率。gydF4y2Ba

max (max (abs(年代)。^ 2-abs (r)。^ 2))gydF4y2Ba

ans = 0gydF4y2Ba

瀑布(f t abs (s)”。^ 2)组(gca, XScale =gydF4y2Ba“日志”gydF4y2Ba,gydF4y2Ba…gydF4y2BaXDir =gydF4y2Ba“反向”gydF4y2Ba、查看= 50 [30])gydF4y2Ba

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个类型的对象的补丁。gydF4y2Ba

验证功率谱等于功率谱密度乘以ENBW窗外。gydF4y2Ba

max (max (abs (qp * enbw (g, fs))))gydF4y2Ba

ans = 1.1102 e-16gydF4y2Ba

验证段功率谱矩阵的谱图成正比。比例系数的平方之和窗口元素。gydF4y2Ba

max (max (abs(年代)。^ 2 q *总和(g) ^ 2))gydF4y2Ba

ans = 3.4694 e-18gydF4y2Ba

段PSDs与归一化频率和功率谱gydF4y2Ba

重复计算,但现在在归一化频率工作。结果是相同的,当你指定的采样率gydF4y2Ba $2gydF4y2Ba πgydF4y2Ba$ 。gydF4y2Ba

(~,~,~,pn) =光谱图(y, g, L, Ndft);[~,~,~,qn] =光谱图(y, g, L, Ndft,gydF4y2Ba“权力”gydF4y2Ba);max (max (abs (qn-pn * enbw (g, 2 *π))))gydF4y2Ba

ans = 1.1102 e-16gydF4y2Ba

另请参阅gydF4y2Ba

应用程序gydF4y2Ba

信号分析仪gydF4y2Ba

功能gydF4y2Ba

pspectrumgydF4y2Ba|gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba|gydF4y2BastftgydF4y2Ba|gydF4y2BaistftgydF4y2Ba|gydF4y2BaxspectrogramgydF4y2Ba

外部网站gydF4y2Ba

傅里叶分析(gydF4y2BaMathWorksgydF4y2Ba教学资源)gydF4y2Ba

谱图计算与gydF4y2Ba信号处理工具箱gydF4y2Ba

函数谱图计算gydF4y2Ba

STFT和声谱图定义gydF4y2Ba

比较gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba功能和STFT的定义gydF4y2Ba

比较gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba和gydF4y2BastftgydF4y2Ba功能gydF4y2Ba

比较gydF4y2Ba光谱图gydF4y2Ba和gydF4y2BapspectrumgydF4y2Ba功能gydF4y2Ba

计算中心和片面的声谱图gydF4y2Ba

计算段PSDs和功率谱gydF4y2Ba

另请参阅gydF4y2Ba

应用程序gydF4y2Ba

功能gydF4y2Ba

相关的话题gydF4y2Ba

外部网站gydF4y2Ba

比较gydF4y2Ba`光谱图gydF4y2Ba`功能和STFT的定义gydF4y2Ba

比较gydF4y2Ba`光谱图gydF4y2Ba`和gydF4y2Ba`stftgydF4y2Ba`功能gydF4y2Ba

比较gydF4y2Ba`光谱图gydF4y2Ba`和gydF4y2Ba`pspectrumgydF4y2Ba`功能gydF4y2Ba