短时傅里叶变换算出的幅值准确吗?

【摘要】:为了测量电网中的波动谐波,将小波变换和短时傅里叶变换方法相结合用于电网谐波分析。通过小波变换设计出一组带通滤波器来分离出基波和各次谐波,并采用短时傅立叶变换计算出基波和各次谐波的幅值、频率和相位。仿真结果表明,当信号中存在高斯白噪声时该算法仍可准确检测出基波和2到63次谐波的幅值、频率和相位,且算法简单易于实现。

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对正弦信号有:2*pi*fc = 0.3, 正弦信号的频率fc=0.3/(2*pi), 可以用2*fc以上采样率对其进行采样,然后进行傅里叶变换即可
三角信号的频率大致为1/1000,比正弦信号带宽更小,所以可以用正弦信号的采样率进行采样,这样得到的信号的傅里叶变换不会在频域发生混叠

能帮忙从上面的程序后,写出后面的程序么,谢谢。哦,对了, 不是为了求傅里叶变换,是短时傅里叶变换,可通过分析最后的时频图,得出信号特点。。。


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功能:使用短时傅里叶变换得到信号的频谱图。
说明:当使用时无输出参数,会自动绘制频谱图;有输出参数,则会返回输入信号的短时傅里叶变
换。当然也可以从函数的返回值S,F,T,P绘制频谱图,具体参见例子。
x---输入信号的向量。默认情况下,即没有后续输入参数,x将被分成8段分别做变换处理,
如果x不能被平分成8段,则会做截断处理。默认情况下,其他参数的默认值为
noverlap---每一段的重叠样本数,默认值是在各段之间产生50%的重叠
nfft---做FFT变换的长度,默认为256和大于每段长度的最小2次幂之间的最大值。
另外,此参数除了使用一个常量外,还可以指定一个频率向量F
fs---采样频率,默认值归一化频率
窗函数加窗。所以如果想获取specgram函数的功能,只需指定一个256长度的Hann窗。
其意思为两个相邻窗不是尾接着头的,而是两个窗有交集,有重叠的部分。
Nfft---计算离散傅里叶变换的点数。它需要为标量。
Fs---采样频率Hz,如果指定为[],默认为1Hz。
S---输入信号x的短时傅里叶变换。它的每一列包含一个短期局部时间的频率成分估计,
时间沿列增加,频率沿行增加。
如果x是长度为Nx的复信号,则S为nfft行k列的复矩阵,其中k取决于window,
对于实信号x,如果nfft为偶数,则S的行数为(nfft/2+1),如果nfft为奇数,
F---在输入变量中使用F频率向量,函数会使用Goertzel方法计算在F指定的频率处计算频谱图。
指定的频率被四舍五入到与信号分辨率相关的最近的DFT容器(bin)中。而在其他的使用nfft
语法中,短时傅里叶变换方法将被使用。对于返回值中的F向量,为四舍五入的频率,其长度
T---频谱图计算的时刻点,其长度等于上面定义的k,值为所分各段的中点。
对于复信号,当指定F频率向量时,P为双边PSD。
P矩阵的元素计算公式如下P(I,j)=k|S(I,j)|2,其中的的k是实值标量,定义如下
对于单边PSD,计算公式如下,其中w(n)表示窗函数,Fs为采样频率,在0频率和奈奎斯特
频率处,分子上的因子2改为1;


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一、语音、语音信号处理的名词解释

1、语音:是语言的声学表现,是声音和意义的结合体,是相互传递信息的重要手段,是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息的形式。

2、语音信号处理:是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科,它是一门新兴的学科,同时又是综合性的多学科领域和涉及很广的交叉学科。它与语音学、语言学、声学、认知科学、生理学、心理学有密切关系。

语音学:是研究言语过程的一门科学,它包括三个研究内容:发音器官在发音过程中的运动和语音的音位特性;语音的物理特性;以及听觉和语言感知。

§1.2 语音信号处理的发展概况

1、语音编码:语音编码技术是伴随着语音信号的数字化而产生的,目前主要应用在数字语音通信领域。

2、语音合成:语音合成的目的是使计算机能像人一样说话。

3、语音识别:语音识别是使计算机判断出所说的话得内容。

§2.2 语音产生的过程

1、语音:声音是一种波,能被人耳听到,振动频率在20Hz-20kHz之间。语音是声音的一种,它是由人的发音器官发出的、具有一定语法和意义的声音。语音的振动频率最高可达15kHz左右。

2、浊音、清音:语音由声带振动或不经声带振动来产生,其中由声带振动产生的音统称为浊音,而不由声带振动产生的音统称为清音。浊音中包括所有的元音和一些辅音,清音包括另一部分辅音。二、语音的产生过程:空气从肺部排出形成气流。空气通过声带时,如果声带是紧绷的,则声带将产生张弛振动,即声带周期性地开启和闭合。声带开启时,空气流从声门喷射出来,形成一个脉冲;声带闭合时相应于脉冲序列的间歇期。

语言交际:通过连接说话人大脑的一连串心理、生理、和物理的转换过程实现的。这个过程包括:发音-传递-感知。因此现代语音的三个分支:发音语言学、声学语言学、听觉语言学。

三、基音周期、基音频率

基音周期:声带开启和闭合一次的时间即振动周期称为音调周期或基音周期。

基音频率:基音周期的倒数称为基音频率,简称为基频。

四、浊音、清音、爆破音的激励源

对于浊音、清音和爆破音来说,激励源是不同的,浊音语音是位于声门处的准周期脉冲序列,清音的激励源是位于声道的某个收缩区的空气湍流,而爆破音的激励源是位于声道某个闭合点处建立起来的气压及其突然释放。

五、共振峰的概念(参见大纲)

1、共振峰名词解释:声道是一个分布参数系统,它是一个谐振腔,有许多谐振频率,称为共振峰,它是声道的重要声学特征。

2、共振峰的公式:Fn=(2n-1)c/4L(会运用公式进行计算,填空、选择)

3、谐振点间的间隔不同,但平均仍然大约为每1KHz有一个谐振点。

4、声道的共振峰特性决定所发声音的频谱特性(音色)。

5、头三个共振峰最重要。

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