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频谱分析

参数化和非参数化方法

信号的频域表示揭示了难以在时域中分析的重要信号特征。通过频谱分析,您可以表征信号的频率成分。使用 MATLAB® 中的 spectrumAnalyzer 对象和 Simulink® 中的 Spectrum Analyzer 模块对动态信号执行实时频谱分析。频谱分析仪使用滤波器组方法或韦尔奇平均修正周期图方法来计算频谱数据。这两种方法都是基于 FFT 的频谱估计方法,它们对输入数据不做任何假设,可用于任何类型的信号。有关频谱分析仪使用的算法的详细信息,请参阅Spectral Analysis。除了查看频谱,您还可以在频谱分析仪中查看信号的频谱图。有关示例,请参阅View the Spectrogram Using Spectrum Analyzer

如果您要在 MATLAB 中采集此数据进行后处理,请对频谱分析仪对象调用 isNewDataReadygetSpectrumData 对象函数。通过以流式循环方式调用这些函数,您可以采集整个频谱数据。在 Simulink 中,要采集频谱数据,请创建一个 SpectrumAnalyzerBlockConfiguration 对象,并对此对象运行 getSpectrumData 函数。请注意,在 Simulink 中,您只能采集在频谱分析仪上显示的最后一帧频谱数据。

您也可以使用 dsp.SpectrumEstimator System object™ 和 Spectrum Estimator 模块来计算功率谱,并采集频谱数据以供进一步处理。要查看频谱估计器计算的频谱数据,请使用数组图。有关示例,请参阅Estimate the Power Spectrum in MATLABEstimate the Power Spectrum in Simulink

对象

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spectrumAnalyzerDisplay frequency spectrum of time-domain signals (自 R2022a 起)
dsp.SpectrumEstimatorEstimate power spectrum or power density spectrum
dsp.CrossSpectrumEstimatorEstimate cross-spectral density
dsp.TransferFunctionEstimatorEstimate transfer function

模块

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Burg MethodPower spectral density estimate using Burg method
Covariance MethodPower spectral density estimate using covariance method
Cross-Spectrum EstimatorEstimate cross-power spectrum density
Discrete Transfer Function EstimatorCompute estimate of frequency-domain transfer function of system
Magnitude FFTCompute nonparametric estimate of spectrum using periodogram method
Modified Covariance MethodPower spectral density estimate using modified covariance method
PeriodogramPower spectral density or mean-square spectrum estimate using periodogram method
Short-Time FFTNonparametric estimate of spectrum using short-time fast Fourier transform (STFT) method
Spectrum AnalyzerDisplay frequency spectrum
Spectrum EstimatorEstimate power spectrum or power-density spectrum
Yule-Walker MethodPower spectral density estimate using Yule-Walker method
Burg AR EstimatorCompute estimate of autoregressive (AR) model parameters using Burg method
Covariance AR EstimatorCompute estimate of autoregressive (AR) model parameters using covariance method
Modified Covariance AR EstimatorCompute estimate of autoregressive (AR) model parameters using modified covariance method
Yule-Walker AR EstimatorCompute estimate of autoregressive (AR) model parameters using Yule-Walker method

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