MATLAB中的频谱图 - 时间轴格式

Question

我有一个从0.20毫秒到0.40毫秒的音调脉冲信号。在0到0.20毫秒和0.40毫秒到3.27毫秒之间，它为零。我进行了傅里叶变换，显示出大约25 kHz的频率内容。fft点数为32768，这也是时域信号的长度。

我正在尝试使用以下代码片段在Matlab中绘制谱图。

nfft = 32768;
dT = 1e-6;
fs = 1/dT;
window = hamming(nfft)
spectrogram(signal,window,[],nfft,fs)

使用这个工具可以得到准确的频率描述，但时间轴存在问题。

时间域信号放大后：

25kHz的频谱图：

- Mahindra Rautela

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什么是 signal？ - Paolo

Answer 1

您无法获得时间和频率域中都准确的表示。这就是傅里叶变换的不确定性原理。

您可以通过改变窗口长度来权衡时间和频率分辨率。下面比较了两个使用不同窗口长度获取的声谱图，信号（图1）类似于您问题中的信号：

• 第一个声谱图（图2）使用长窗口，提供良好的频率分辨率但时间分辨率较差。请注意信号10 Hz的频率得到了解决，但时间信息非常粗略。
• 相反，第二个声谱图（图3）使用短窗口，提供良好的时间分辨率但频率分辨率较低。如图所示，信号频率无法解决，但其时间位置和形状更加准确。

% Define signal
fs = 500; % sampling frequency
t = 0:1/fs:6; % time axis
fm = 10; % signal (carrier) frequency
s = cos(2*pi*fm*t).* exp(-5*(t-2).^2);
figure
plot(t,s)

% Spectrogram with long window
figure
nfft = 500;
window = hamming(nfft);
spectrogram(s,window,[],nfft,fs), view([90 -90])

% Spectrogram with short window
figure
nfft = 50;
window = hamming(nfft);
spectrogram(s,window,[],nfft,fs), view([90 -90])

- Luis Mendo