Оконные сигналы в MATLAB

Question

Я работаю с некоторыми данными акселерометра, и было высказано предположение, что я делаю некоторые окна для изоляции различных событий в сигнале. В отличие от большинства вещей, оконное оформление плохо документировано в MATLAB, и я надеялся на некоторые простые примеры (или предлагаемые чтения и ссылки) для оконного оформления. Мне также было интересно, почему это окно вообще, а не просто разбивать данные на разделы и анализировать отдельные кадры. Благодарю.

Пример испытания или события показан ниже:

Мои исходные данные выглядит следующим образом: Как показано выше, одиночный всплеск расширен.

Также можно предположить, как я буду использовать первый график, используя MATLAB.

Answer 1

Windowing больше в сферах теории обработки сигналов, чем программирование, однако это очень важно, когда понимание выход БПФ, так что, вероятно, стоит объяснить, в немного более подробно.

По существу, когда вы усекаете сигнал (например, обрабатываете его в блоках), вы изменяете частотную область довольно удивительным образом. Вы в конечном итоге свертываете (то есть размазываете) все частотные термины с помощью функции «окна». Если вы ничего не делаете, кроме усечения, то эта функция является sin()/sin(). Что происходит, так это то, что это распространяет частотный контент исходного сигнала по всему спектру, и если есть доминирующий компонент, тогда все остальное зарывается этим. Чем короче блоки, тем хуже эффект, так как окно становится более толстым в частотной области.

Окно с формованным окном, таким как Хэмминг, Ханнинг или Блэкмен, изменяет реакцию частотной области, делая размывание более локализованным на исходный сигнал. В результате результирующая частотная область становится намного яснее.

Для анализа блока данных, х, то, что вы должны сделать

transform=fft(x.*hanning(length(x))); 

Результат будет комплекс, который можно отобразить с plot(20*log10(abs(transform)))

Для математического анализа см https://cnx.org/contents/4jyGq_c3@6/Spectrum-Analysis-Using-the-Di

Если вы хотите практический практический опыт того, что делает окно, попробуйте https://cnx.org/contents/CJ3fYEow@2/Spectrum-Analyzer-MATLAB-Exerc