Matlab中的频谱图-时间轴格式

Question

我有一个从0.20毫秒到0.40毫秒的音调猝发信号。从0到0.20ms，从0.40ms到3.27ms，它为零。我做了fft，它显示了大约25 kHz的频率内容。 fft点的数量是32768，这也是时域信号的长度。

我正在尝试使用以下代码段在Matlab中绘制频谱图

nfft = 32768;
dT = 1e-6;
fs = 1/dT;
window = hamming(nfft)
spectrogram(signal,window,[],nfft,fs)

使用此方法我可以获得准确的频率描述，但是时间轴是个问题。

时域信号放大：

25 kHz时的频谱图：

Answer 1

您无法获得时域和频域中准确的表示两者。这是傅立叶变换的uncertainty principle。

您可以执行的操作是通过更改窗口长度来权衡时间和频率分辨率。比较下面两个以不同窗口长度获得的频谱图。信号（图1）与您所提问题类似。

• 第一个频谱图（图2）使用了一个较长的窗口，该窗口具有良好的频率分辨率，但时间分辨率较差。请注意如何解析10 Hz的信号频率，但是时间信息非常粗糙。
相反，第二个频谱图（图3）使用一个短窗口，该窗口提供了良好的时间分辨率，但频率分辨率却很差。可以看出，信号频率无法解析，但其时间位置和形状更准确。

% Define signal
fs = 500; % sampling frequency
t = 0:1/fs:6; % time axis
fm = 10; % signal (carrier) frequency
s = cos(2*pi*fm*t).* exp(-5*(t-2).^2);
figure
plot(t,s)

% Spectrogram with long window
figure
nfft = 500;
window = hamming(nfft);
spectrogram(s,window,[],nfft,fs), view([90 -90])

% Spectrogram with short window
figure
nfft = 50;
window = hamming(nfft);
spectrogram(s,window,[],nfft,fs), view([90 -90])