怎么用matlab进行频域分析法,如何用Matlab进行频域分析?
Matlab可以说是一个非常有用且功能齐全的工具,在通信、自控、金融等方面有广泛的应用。
本文讨论使用Matlab对信号进行频域分析的方法。
说到频域,不可避免的会提到傅里叶变换,傅里叶变换提供了一个将信号从时域转变到频域的方法。之所以要有信号的频域分析,是因为很多信号在时域不明显的特征可以在频域下得到很好的展现,可以更加容易的进行分析和处理。
FFT
Matlab提供的傅里叶变换的函数是FFT,中文名叫做快速傅里叶变换。快速傅里叶变换的提出是伟大的,使得处理器处理数字信号的能力大大提升,也使我们生活向数字化迈了一大步。
接下来就谈谈如何使用这个函数。
fft使用很简单,但是一般信号都有x和y两个向量,而fft只会处理y向量,所以想让频域分析变得有意义,那么就需要用户自己处理x向量
一个简单的例子
从一个简单正弦信号开始吧,正弦信号定义为:
y(t)=2sin(2πf0t)
我们现在通过以下代码在Matlab中画出这个正弦曲线
1 fo = 4; %frequency of the sine wave
2 Fs = 100; %sampling rate
3 Ts = 1/Fs; %sampling time interval
4 t = 0:Ts:1-Ts; %sampling period
5 n = length(t); %number of samples
6 y = 2*sin(2*pi*fo*t); %the sine curve
7
8 %plot the cosine curve in the time domain
9 sinePlot = figure;
10 plot(t,y)
11 xlabel('time (seconds)')
12 ylabel('y(t)39;)
13 title('Sample Sine Wave')
14 grid
这就是我们得到的:
当我们对这条曲线fft时,我们希望在频域得到以下频谱(基于傅里叶变换理论,我们希望看见一个幅值为1的峰值在-4Hz处,另一个在+4Hz处)
使用FFT命令
我们知道目标是什么了,那么现在使用Matlab的内建的FFT函数来重新生成频谱
1 %plot the frequency spectrum using the MATLAB fft command
2 matlabFFT = figure; %create a new figure
3 YfreqDomain = fft(y); %take the fft of our sin wave, y(t)
4
5 stem(abs(YfreqDomain)); %use abs command to get the magnitude
6 %similary, we would use angle command to get the phase plot!
7 %we'll discuss phase in another post though!
8
9 xlabel('Sample Number')
10 ylabel('Amplitude39;)
11 title('Using the Matlab fft command')
12 grid
13 axis([0,100,0,120])
效果如下:
但是注意一下,这并不是我们真正想要的,有一些信息是缺失的
·x轴本来应该给我们提供频率信息,但是你能读出频率吗?
·幅度都是100
·没有让频谱中心为0
为FFT定义一个函数来获取双边频谱
以下代码可以简化获取双边频谱的过程,复制并保存到你的.m文件中
1 function [X,freq]=centeredFFT(x,Fs)
2 %this is a custom function that helps in plotting the two-sided spectrum
3 %x is the signal that is to be transformed
4 %Fs is the sampling rate
5
6 N=length(x);
7
8 %this part of the code generates that frequency axis
9 if mod(N,2)==0
10 k=-N/2:N/2-1; % N even
11 else
12 k=-(N-1)/2:(N-1)/2; % N odd
13 end
14 T=N/Fs;
15 freq=k/T; %the frequency axis
16
17 %takes the fft of the signal, and adjusts the amplitude accordingly
18 X=fft(x)/N; % normalize the data
19 X=fftshift(X); %shifts the fft data so that it is centered
这个函数输出正确的频域范围和变换后的信号,它需要输入需要变换的信号和采样率。
接下来使用前文的正弦信号做一个简单的示例,注意你的示例.m文件要和centeredFFT.m文件在一个目录下
1 [YfreqDomain,frequencyRange] = centeredFFT(y,Fs);
2 centeredFFT = figure;
3
4 %remember to take the abs of YfreqDomain to get the magnitude!
5 stem(frequencyRange,abs(YfreqDomain));
6 xlabel('Freq (Hz)')
7 ylabel('Amplitude39;)
8 title('Using the centeredFFT function')
9 grid
10 axis([-6,6,0,1.5])
效果如下:
这张图就满足了我们的需求,我们得到了在+4和-4处的峰值,而且幅值为1.
为FFT定义一个函数来获取右边频谱
从上图可以看出,FFT变换得到的频谱是左右对称的,因此,我们只需要其中一边就能获得信号的所有信息,我们一般保留正频率一侧。
以下的函数对上面的自定义函数做了一些修改,让它可以帮助我们只画出信号的正频率一侧
1 function [X,freq]=positiveFFT(x,Fs)
2 N=length(x); %get the number of points
3 k=0:N-1; %create a vector from 0 to N-1
4 T=N/Fs; %get the frequency interval
5 freq=k/T; %create the frequency range
6 X=fft(x)/N; % normalize the data
7
8 %only want the first half of the FFT, since it is redundant
9 cutOff = ceil(N/2);
10
11 %take only the first half of the spectrum
12 X = X(1:cutOff);
13 freq = freq(1:cutOff);
和前面一样,使用正弦信号做一个示例,下面是示例代码
1 [YfreqDomain,frequencyRange] = positiveFFT(y,Fs);
2 positiveFFT = figure;
3 stem(frequencyRange,abs(YfreqDomain));
4 set(positiveFFT,'Position39;,[500,500,500,300])
5 xlabel('Freq (Hz)')
6 ylabel('Amplitude39;)
7 title('Using the positiveFFT function')
8 grid
9 axis([0,20,0,1.5])
效果如下:
怎么用matlab进行频域分析法,如何用Matlab进行频域分析?相关推荐
- matlab seed函数_如何用matlab生成随机数函数_matlab随机数生成函数
如何用matlab生成随机数函数 1. MATLAB 函数 rand 产生在区间 (0, 1)的均匀随机数,它是平均分布在 (0,1)之间.一个称为seed的值则是用来控制产生随机数的次数.均匀随机数 ...
- 自相关法基音提取的matlab程序,自相关函数法基音检测matlab程序
自相关函数法基音检测matlab程序 AudioFilename = 'shiyan1.wav'; FrameShift = 0.012; %(s) FrameLength = 0.024; %(s) ...
- 利用matlab处理表格数据,/如何用matlab处理多个excel表格中的数据
excel最大可处理多少条数据 理论上可以处理59999条(行)数据 但是实际上同一个工作表中无法处理这么多数. Excel 怎样做一个客户多个数据的表 1.首先,简单描述问题,在如下的表格中想姓名一 ...
- matlab如何求变换矩阵,如何用Matlab实现机器人的变换矩阵
如何用Matlab实现机器人的变换矩阵 如何用Matlab实现机器人的变换矩阵 前言 其中有些思路参考了这篇博客,有兴趣的同学可以看一下博客参考(关于位姿变换矩阵) 刚开始学工业机器人的时候,大家都先 ...
- matlab 矩阵位移法编程 结构力学,matlab 矩阵位移法编程 结构力学.doc
matlab 矩阵位移法编程 结构力学.doc 矩阵位移法编程大作业(091210211)一.编制原理本程序的原理是基于结构力学矩阵位移法原理,以结构结点位移作基本未知量,将要分析的结构拆成已知节点力 ...
- matlab三元函数泰勒展开,如何用matlab绘制三元函数f(x,y,z)=x^2 y^3 z^4在[-1,1]x[-2,2]x[-3,3] 上的各...
问题描述: 如何用matlab绘制三元函数f(x,y,z)=x^2 y^3 z^4在[-1,1]x[-2,2]x[-3,3] 上的各种切片图. 还有怎么绘制f(x,y,t)=10*exp(1-t)*s ...
- 用matlab画出ex,如何用matlab画函数图形
1.首先打开matlab应用程序,输入下方的代码:2.然后按确定会出现一张图,如下图所示,这就是 怎么用matlab画函数图形?请看下面方法. 方法 打开Matlab. r0=5;b=1;t0=2;s ...
- matlab波形相似系数,如何用matlab计算波形相似系数
. 低通采样定理实验 1.1 实验目的 1.了解数字信号处理系统的一般构成: 2.掌握奈奎斯特抽样定理. 1.2 实验仪器 1.YBLD智能综合信号源测试仪 1台 2.双踪示波器 1台 3.MCOM- ...
- MATLAB牛拉法计算潮流,matlab潮流计算
<matlab潮流计算>由会员分享,可在线阅读,更多相关<matlab潮流计算(14页珍藏版)>请在装配图网上搜索. 1.附录1使用牛顿拉夫逊法进行潮流计算的Matlab程序代 ...
- matlab坐标污染物浓度,如何用MATLAB画粒子空间分布图,并以颜色的深浅表示浓度?...
问题描述: 现有一组室内飞沫污染物的空间分布数据,由于飞沫个数很多,为了更加清晰准确的表示飞沫个数浓度(个/m³)的空间分布,将房间按0.4m×0.4m×0.4m划分成多个小立方体,并将这个小立方体内 ...
最新文章
- Elias-Fano编码算法——倒排索引压缩用,本质上就是桶排序数据结构思路
- ITK:直方图创建和Bin访问
- 使用工具远程连接服务器 顺便抛个砖
- 机器学习笔记(十四):异常检测
- Java线程怎么发送消息_Java客户端Socket如何能在阻塞线程下收到服务端发送来的消息?...
- JavaScript 类型的隐式转换
- VC++进行ActiveX控件的开发
- Node包管理使用全教程
- 180127 逆向-JarvisOJ(BrokenDriver)(静态分析解法)
- 为什么mysql默认事务隔离级别为RR
- PREMIS元数据字典3.0阅读笔记(一)
- 联想笔记本电脑键盘灯怎么开启_联想的键盘灯怎么开_联想笔记本键盘亮灯按哪个键-win7之家...
- C语言课程设计——学生成绩管理系统(详细报告)
- 浅谈Python类的属性和方法
- JQ实现吸顶效果代码
- 【Kali渗透全方位实战】通过获取到的hash进行密码破解!(Hashcat)
- 方法论:后台产品经理的能力模型(二)
- 计算机画图星星怎么画,海龟编辑器五角星怎么画 绘制五角星就是这么简单
- 中职高三计算机教学计划,中职数学高三下学期授课计划|职高高三数学教学计划...
- 一个注册页面的HTML实现
热门文章
- 学习React Native必看的几个开源项目
- 达梦DCA学习笔记202004
- 培训班和科班出来的程序员有什么不同之处?看完这个你就能明白!
- MySQL InnoDB 存储引擎写入磁盘(落盘)的原理\MySQL怎么保证持久性、原子性?(MySQL中是如何实现事务提交和回滚的)\隔离性
- 工业相机的镜头接口知识介绍
- (C语言)不变初心数 (15 分)---pta
- python代码情话_程序员的土味情话~(内含表白代码)
- TesterHome android app 编写历程(六)
- [开发过程]<项目管理>TAPD工具
- No suitable resolver