對一段很長的訊號進行分段FFT,對得到的分段FFT進行何種操作能得到整體訊號的頻譜特徵?

時間 2021-05-30 03:42:57

1樓:

不知道題主現在解決這個問題了沒有呢?我目前也剛好遇到長序列做FFT變換的問題,上萬點的資料長度並不適合一次性做FFT,有沒有什麼分段之後的方法呢?

2樓:不二

搭車問問題分n段FFT以後第一段得到的某個頻點是 a1+i b1 第二段該頻點是a2+i b2

那麼該頻點是 (a1+a2+..+an)/n + i (b1+b2+...+bn)/n ?

模值是各個點的模值求平均還是綜合以後根據上面這個公式求模值?

3樓:

不請自來

首先,上面的答案全部慘不忍睹...

建議題主看proakis的數字訊號處理-第四版360頁「長資料序列濾波」講了這個問題

4樓:王贇 Maigo

題主要的是對原始頻譜降取樣的結果。我們知道在時域上降取樣會導致頻域上的混疊,反之亦然。那麼,就只需要先在時域對訊號進行混疊操作,再進行FFT就行了。

設原始訊號x有N個取樣點,你需要降取樣到M點。為方便起見,設N是M的倍數。那麼,在Matlab中,你要的頻譜就是:

fft(

sum(

reshape(x

,M,N

/M),2))

5樓:水木八刀

頻譜解析度實際上直接由資料長度決定,所以既然已經有90s資料,還想要求其頻譜,那麼頻譜解析度是改變不了了。 先mark,有空再仔細答。

資料取樣率1k,資料90s,共90k sample。題主沒有詳細介紹應用背景,所以只能先猜測。

當然首先是問是不是需要求全域性頻譜,資料特徵是否全域性平穩?如果不是,那麼硬求全域性頻譜可能不是所需。可能會假設短時平穩然後對訊號分幀處理(也就是分段處理)。

姑且假設題主確實需要求出全域性頻譜又嫌樣點太多,那麼下取樣是乙個很直接的思路。此時需要根據應用背景確定取樣率是否太高?根據nyquist取樣定理,取樣率應該大於訊號最高頻率的兩倍,否則訊號就混疊失真了。

目前取樣率是1k,題主需要通過先驗知識確定訊號頻率範圍,然後確定可以下取樣到什麼程度。

如果題主最後發現問題是訊號確實全域性平穩有理由求全域性頻譜,而且取樣率也不高,樣點太多純粹就是因為採集的資料時間太長了。此時頻域取樣間隔是df = fs/N =1k/90k =1/90 Hz ,因此時域將按照1/df=90s週期延拓。也即既然我們看不到當前這90s資料以外的資料,那麼認為訊號是週期重複的,也即fft本質上假設資料是週期重複的。

題主覺得頻域取樣間隔太小沒必要,希望得到頻譜的下取樣結果,比如10倍下取樣,這樣頻譜取樣間隔為 1/9Hz,時域將按照T=9s週期延拓。

那麼我們要做的就是相反的過程,先對訊號時域週期延拓然後fft

最終方案來了:

1. 對原始的90k樣點以9k為週期進行延拓(自然會有混疊),然後取出主週期的9s資料也即9k樣點.

2. fft

第一步可以看成是預處理,手動進行週期延拓並混疊求和取出主週期的9k樣點。實際操作就是先把訊號平分成10段,然後把各段加起來,是不是好簡單。由於fft是線性運算,最終的頻譜包含各段的頻譜特徵。

6樓:ZTYan

樓主想問的是不是分段FFT的結果如何來代表全域性的頻譜?

對一段資料做FFT,在實際中有多種選擇,資料無重疊分段FFT,資料有重疊的分段FFT,而後者的一種極限就是我們熟悉的逐點FFT,這在取樣率不高的實時處理情況下是最佳的處理方式,可以避免資訊的丟失。

不論用哪種方式,每次分段FFT得到的頻率資訊都只與該資料段有關,如果像樓主所說的前4000點是5Hz訊號,後面是10Hz訊號,這時的訊號是全域性不平穩,但是是短時平穩訊號,可以在區域性做FFT,獲得區域性頻率資訊,最後從區域性來得到全域性頻譜,但是這時是沒有時間資訊的。如果想進一步獲得頻率和時間兩個維度上的資訊,就自然地過渡到時頻分析方法上了。

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