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《小波分析及其应用》题目:产生一组扫频信号,采用STFT进行时频分析,识别结果的不同信号成分,讨论分析选用参数对分析结果的影响。1产生一组扫频信号使用chirp命令,chirp(t,0,1,200)产生一组扫频信号,设置该信号0时刻的瞬时频率为0,在t=1时刻的瞬时频率为200。该信号如下:00.20.40.60.811.21.41.61.82-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81timex(t)2采用STFT进行时频分析用spectrogram进行短时傅里叶变换时频分析S=spectrogram(x,window,noverlap,nfft,fs)Window---窗函数,如果window为一个整数,x将被分成window段,每段使用Hamming窗函数加窗。如果window是一个向量,x将被分成length(window)段,每一段使用window向量指定的窗函数加窗。所以如果想获取specgram函数的功能,只需指定一个256长度的Hann窗。Noverlap---各段之间重叠的采样点数。它必须为一个小于window或length(window)的整数。其意思为两个相邻窗不是尾接着头的,而是两个窗有交集,有重叠的部分。Nfft---计算离散傅里叶变换的点数。它需要为标量。Fs---采样频率Hz,如果指定为[],默认为1Hz。2.1分析Noverlap(各段之间重叠的采样点数)对分析结果的影响设置窗函数长度为256,离散傅里叶变换的点数为256,采样频率为1Hz,各段之间重叠的采样点数分别设置为250,200,150,100,50.0.20.40.60.811.21.41.61.80500Time(s)Frequency(Hz)0.20.40.60.811.21.41.61.80500Time(s)Frequency(Hz)0.20.40.60.811.21.41.61.80500Time(s)Frequency(Hz)0.20.40.60.811.21.41.61.80500Time(s)Frequency(Hz)0.20.40.60.811.21.41.60500Time(s)Frequency(Hz)结论:重叠的采样数必须为一个小于window或length(window)的整数,画出的图形重叠性,连续性才越好。2.2分析Nfft(计算离散傅里叶变换的点数)对分析结果的影响设置窗函数长度为256,采样频率为1Hz,各段之间重叠的采样点数分别设置为250,离散傅里叶变换的点数为256,128,64,32,16。0.20.40.60.811.21.41.61.80500Time(s)Frequency(Hz)0.20.40.60.811.21.41.61.80500Time(s)Frequency(Hz)0.20.40.60.811.21.41.61.80500Time(s)Frequency(Hz)0.20.40.60.811.21.41.61.80500Time(s)Frequency(Hz)0.20.40.60.811.21.41.61.80500Time(s)Frequency(Hz)结论:计算离散傅里叶变换的点数越大,图形分辨率越好。2.3分析Fs(采样频率Hz)对分析结果的影响设置窗函数长度为256,离散傅里叶变换的点数为256,各段之间重叠的采样点数分别设置为250,采样频率为1Hz,32Hz,64Hz,128Hz,256Hz.0.20.40.60.811.21.41.61.80500Time(s)Frequency(Hz)0.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.050.055010000Time(s)Frequency(Hz)0.0050.010.0150.020.02502x104Time(s)Frequency(Hz)2468101214x10-305x104Time(s)Frequency(Hz)1234567x10-30510x104Time(s)Frequency(Hz)结论:采样频率越小,图形分辨率越好,一般为1Hz。2.4分析Window(窗函数)对分析结果的影响离散傅里叶变换的点数为256,采样频率为1Hz,各段之间重叠的采样点数分别设置为250,设置窗函数长度为512,256,128.0.40.60.811.21.41.60500Time(s)Frequency(Hz)0.20.40.60.811.21.41.61.80500Time(s)Frequency(Hz)0.20.40.60.811.21.41.61.80500Time(s)Frequency(Hz)结论:加256长度的Hann窗效果最好。
本文标题:采用STFT进行时频分析
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