主要内容

检测密集的正弦波

考虑正弦曲线, F ( x ) = E J 2. π ν x ,用高斯窗口加窗, G ( T ) = E - π T 2. . 短时变换是

v G F ( T , η ) = E J 2. π ν T - E - π ( x - T ) 2. E - J 2. π ( x - T ) ( η - ν ) D x = E - π ( η - ν ) 2. E J 2. π ν T .

当看作是频率的函数时,这个变换结合了一个常数(在时间上)在 ν 远离高斯衰减。瞬时频率的同步压缩估计,

Ω G F ( T , η ) = 1. J 2. π E - π ( η - ν ) 2. T E J 2. π ν T E - π ( η - ν ) 2. E J 2. π ν T = ν ,

等于使用标准定义得到的值, ( 2. π ) - 1. D arg F ( x ) / D x . 对于正弦曲线的叠加,

F ( x ) = K = 1. K A. K E J 2. π ν K x ,

短时间变换变成

v G F ( T , η ) = K = 1. K A. K E - π ( η - ν K ) 2. E J 2. π ν K T .

创建1024个包含两个正弦波的信号样本。一个正弦波的归一化频率是 ω 0 = π / 5. rad/样本。另一个正弦波具有三倍的频率和三倍的振幅。
N=1024;n=0:n-1;w0=pi/5;x=exp(1j*w0*n)+3*exp(1j*3*w0*n);
             

计算信号的短时傅里叶变换。使用256采样高斯窗口与 α = 2. 0 , 255个相邻路段重叠样本,1024个DFT点。画出变换的绝对值。
Nw=256;nfft=1024;α=20[s、 w,t]=光谱图(x,高斯(Nw,阿尔法),Nw-1,nfft,“居中”); 冲浪(t、w/pi、abs),“EdgeColor”,“没有”(2)轴)视图包含(“样本”) ylabel ('标准化频率(\times\pi rad/sample)')
             

图中包含一个坐标轴。轴包含一个类型为曲面的对象。GydF4y2Ba

傅里叶同步压缩变换可以得到更清晰、更好的光谱局部化估计。

[ss、西南圣]= fsst (x, [], gausswin (Nw,α));fsst (x,“桠溪”)
             

图中包含一个轴。标题为傅里叶变换的轴包含图像类型的对象。GydF4y2Ba

正弦曲线在预期频率值下以恒定振荡的形式可见。若要查看远离脊线的衰减是高斯的,请绘制变换的瞬时值,并叠加高斯曲线的两个实例。将高斯振幅和标准偏差表示为 α 还有窗户的长度。回想一下,频域窗口的标准偏差是时域窗口标准偏差的倒数。

rstdev=(Nw-1)/(2*α);amp=rstdev*sqrt(2*pi);instransf=abs(s(:,128));绘图(带pi、INSTRANST)保持图(w/pi,[13]*amp.*exp(-rstdev^2/2*(w-[13]*w0)。^2),'--')举行包含('标准化频率(\times\pi rad/sample)'lg =传奇(“转变”,“第一正弦波”,“第二正弦波”);lg。位置=“最好的”;
             

图中包含一个轴。轴包含3个类型为line的对象。这些对象表示变换、第一正弦波、第二正弦波。GydF4y2Ba

傅里叶变换将信号的能量集中在估计的瞬时频率上。

阀杆(sw/pi,abs(ss(:,128)))xlabel('标准化频率(\times\pi rad/sample)')头衔(“Synchrosqueezed变换”)
             

图中包含一个轴。具有标题的轴包含stem类型的对象。GydF4y2Ba

瞬时频率的同步压缩估计仅在正弦信号间隔大于 2. Δ 哪里

Δ = 1. σ 2. 日志 2.

对于高斯窗口和 σ 是标准差。

重复前面的计算,但现在指定第二个正弦的归一化频率为 ω 0 + 1. . 9 Δ rad/样本。
D=sqrt(2*log(2))/rstdev;w1=w0+1.9*D;x=exp(1j*w0*n)+3*exp(1j*w1*n)[s、 w,t]=光谱图(x,高斯(Nw,阿尔法),Nw-1,nfft,“居中”);instransf = abs (s (:, 20));情节(w /π,instransf)绘图(w/pi,[13]*amp.*exp(-rstdev^2/2*(w-[w0 w1])。^2),'--')举行包含('标准化频率(\times\pi rad/sample)'lg =传奇(“转变”,“第一正弦波”,“第二正弦波”);lg。位置=“最好的”;
             

图中包含一个轴。轴包含3个类型为line的对象。这些对象表示变换、第一正弦波、第二正弦波。GydF4y2Ba

傅里叶同步压缩变换不能很好地解析正弦信号,因为 | ω 1. - ω 0 | < 2. Δ . 谱估计值显著降低。
[ss,sw,st]=fsst(x,[],gausswin(Nw,alpha));阀杆(sw/pi,abs(ss(:,128)))xlabel('标准化频率(\times\pi rad/sample)')头衔(“Synchrosqueezed变换”)
             

图中包含一个轴。具有标题的轴包含stem类型的对象。GydF4y2Ba

另见

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