Оценка мгновенной частоты
ifq = instfreq(___,Name,Value)
instfreq(___) без выходных аргументов строит график расчетной мгновенной частоты.
Генерация сигнала с частотой 5 кГц в течение 4 секунд. Сигнал состоит из набора импульсов уменьшающейся длительности, разделенных областями колебательной амплитуды и флуктуационной частоты с тенденцией увеличения. Постройте график сигнала.
fs = 5000;
t = 0:1/fs:4-1/fs;
s = besselj(0,1000*(sin(2*pi*t.^2/8).^4));
% To hear, type sound(s,fs)
plot(t,s)
Оцените зависящую от времени частоту сигнала как первый момент спектрограммы мощности. Постройте график спектрограммы мощности и наложите мгновенную частоту.
instfreq(s,fs)
Создайте сигнал с комплексными значениями, который состоит из чирпа с синусоидально изменяющимся частотным содержанием. Сигнал дискретизируется при частоте 3 кГц в течение 1 секунды и встраивается в белый гауссов шум.
fs = 3000; t = 0:1/fs:1-1/fs; x = exp(2j*pi*100*cos(2*pi*2*t))+randn(size(t))/100;
Оцените зависящую от времени частоту сигнала как первый момент спектрограммы мощности. Это единственный метод, который instfreq опоры для сигналов со сложными значениями. Постройте график спектрограммы мощности и наложите мгновенную частоту.
instfreq(x,t)
Создайте двухканальный сигнал, дискретизированный на частоте 1 кГц в течение 2 секунд, состоящий из двух генераторов, управляемых напряжением.
В одном канале мгновенная частота изменяется со временем как пилообразная волна, максимум которой составляет 75% периода.
В другом канале мгновенная частота изменяется со временем в виде прямоугольной волны с рабочим циклом 30%.
Постройте график спектрограмм двух каналов. Задайте разрешение по времени 0,1 секунды для пилообразного канала и разрешение по частоте 10 Гц для квадратного канала.
fs = 1000; t = (0:1/fs:2)'; x = vco(sawtooth(2*pi*t,0.75),[0.1 0.4]*fs,fs); y = vco(square(2*pi*t,30),[0.1 0.3]*fs,fs); subplot(1,2,1) pspectrum(x,fs,'spectrogram','TimeResolution',0.1) subplot(1,2,2) pspectrum(y,fs,'spectrogram','FrequencyResolution',10)
Сохраните сигнал в расписании. Вычислите и отобразите мгновенную частоту.
xt = timetable(seconds(t),x,y); clf instfreq(xt)
Повторите вычисления с использованием аналитического сигнала.
instfreq(xt,'Method','hilbert')
Генерировать квадратичную чирпу, модулированную гауссовым. Укажите частоту дискретизации 2 кГц и длительность сигнала 4 секунды.
fs = 2000; t = 0:1/fs:4-1/fs; q = chirp(t-1,0,1/2,20,'quadratic',100,'convex').*exp(-1.7*(t-2).^2); plot(t,q)
Используйте pspectrum функция с настройками по умолчанию для оценки спектра мощности сигнала. Используйте оценку для вычисления мгновенной частоты.
[p,f,t] = pspectrum(q,fs,'spectrogram');
instfreq(p,f,t)
Повторите вычисление с помощью синхронизированного преобразования Фурье. Используйте 500-образное окно Ханна, чтобы разделить сигнал на сегменты и открыть их.
[s,sf,st] = fsst(q,fs,hann(500)); instfreq(abs(s).^2,sf,st)
Сравните мгновенные частоты, найденные с помощью двух различных методов.
[psf,pst] = instfreq(p,f,t); [fsf,fst] = instfreq(abs(s).^2,sf,st); plot(fst,fsf,pst,psf)
Создайте синусоидальный сигнал, дискретизированный на частоте 1 кГц в течение 0,3 секунды и внедренный в белый гауссов шум дисперсии 1/16. Укажите частоту синусоиды 200 Гц. Оценка и отображение мгновенной частоты сигнала.
fs = 1000; t = (0:1/fs:0.3-1/fs)'; x = sin(2*pi*200*t) + randn(size(t))/4; instfreq(x,t)
Оцените мгновенную частоту сигнала еще раз, но теперь используйте распределение временной частоты с грубым частотным разрешением 25 Гц в качестве входного сигнала.
[p,fd,td] = pspectrum(x,t,'spectrogram','FrequencyResolution',25); instfreq(p,fd,td)
[1] Боашаш, Буалем. «Оценка и интерпретация мгновенной частоты сигнала - Часть 1: Основы». Процедуры IEEE ®. том 80, апрель 1992, стр. 520-538.
[2] Боашаш, Буалем. «Оценка и интерпретация мгновенной частоты сигнала - часть 2: Алгоритмы и приложения». Процедуры IEEE. том 80, апрель 1992, стр. 540-568.