如何获得非平稳信号的正确频谱图？

Question

在下面的代码中，我试图获取非平稳信号x 的spectrogram 运行代码后，我希望看到发布的 inage "image_2" 之类的东西，频率与时间表示。但发布代码的结果是image_1。

谁能指导我得到正确的spectrogram？

代码

% Time specifications:
Fs = 8000;                       % samples per second
 dt = 1/Fs;                       % seconds per sample
  StopTime = 1;                    % seconds
  t = (0:dt:StopTime-dt);             % seconds
 t1 = (0:dt:.25);
 t2 = (.25:dt:.50);
 t3 = (.5:dt:.75);
 t4 = (.75:dt:1);

 %get a full-length example of each signal component
 x1 = (10)*sin(2*pi*100*t);
 x2 = (10)*sin(2*pi*200*t);
 x3 = (10)*sin(2*pi*300*t);
 x4 = (10)*sin(2*pi*400*t);

  %construct a composite signal
  x = zeros(size(t));
  I = find((t >= t1(1)) & (t <= t1(end)));
  x(I) = x1(I);
  I = find((t >= t2(1)) & (t <= t2(end)));
  x(I) = x2(I);
  I = find((t >= t3(1)) & (t <= t3(end)));
  x(I) = x3(I);
  I = find((t >= t4(1)) & (t <= t4(end)));
  x(I) = x4(I);

  NFFT = 2 ^ nextpow2(length(t));     % Next power of 2 from length of y
   Y    = fft(x, NFFT);
   f    = Fs / 2 * linspace(0, 1, NFFT/2 + 1);
   figure;
   plot(f(1:200), 2 * abs( Y( 1:200) ) );

   T = 0:.001:1;
   spectrogram(x,10,9);
   ylabel('Frequency');
    axis(get(gcf,'children'), [0, 1, 1, 100]);

发布代码的结果：Spectrogram_Image_1：

我想得到什么：Image_2：

Update_1，图片 代码：

%now call the spectrogram
spectrogram(x, window, noverlap, Nfft, Fs);
ylabel('Frequency');
axis(get(gcf,'children'), [0, 1]);

Answer 1

首先，就像您第一次问这个问题一样，您是否在时域中绘制了数据（即plot(t, x)）并放大了转换以确保您的信号是您认为的?它是否具有您想要的具有不同频率的四个不同周期？

假设确实如此，我很确定您的问题是您的spectrogram 呼叫没有按照您的意愿进行。我认为你只得到 10 的 NFFT，这意味着你的 bin 是 800 Hz 宽，这不足以解决相隔仅 100 Hz 的频率。

在我看来，您应该指定更多参数，以便您知道它在做什么。您将指定一个 Nfft 来提供您需要的频率分辨率。分辨率高于 100 Hz（让我们尝试 25 Hz），但不需要太多点，以至于它比您具有稳定频率的持续时间更长（因此，小于 0.25 秒，这意味着小于 2000 个点）。

要了解如何指定 FFT 的长度，我查看了文档：http://www.mathworks.com/help/signal/ref/spectrogram.html

根据文档，我会尝试五个参数版本：spectrogram(x,window,noverlap,nfft,fs)

对于您的代码，Fs 和 x 是您已经定义的，频谱图调用如下所示：

%define FFT parameters
des_df_Hz = 25;  %desired frequency resolution for the display, Hz
Nfft = round(FS / des_df_Hz);  %general rule for FFT resolution
Nfft = 2*Nfft;  %double the bins to account for spreading due to windowing
Nfft = 2*round(0.5*Nfft);  %make Nfft an even number
window = Nfft;  %make your window the same length as your FFT
noverlap = round(0.95);  %overlap a lot to make the plot pretty

%now call the spectrogram
spectrogram(x, window, noverlap, Nfft, Fs,'yaxis');