Материал: ЛР_91

Таблица 1

fx = load('Имя файла_2'); subplot(1, 2, 1), plot(fx), grid;

title('Амплитуда-время', 'fontname', 'arial'); % внести значения n, fs

fy = fft(fx, n); Sxx = abs(fy);

f = (1:n/2) * fs / n;

subplot(1, 2, 2), plot(f, Sxx(1:n/2)), grid; title('Амплитуда-частота', 'fontname', 'arial');

После построения графика для файла данных 'Имя файла_2' необходимо построить график для файла 'Имя файла_3'.

3.2. Вычисление спектрограммы в среде Matlab с помощью командного ок-

на

Вычисление спектрограммы производится с помощью функции: specgram(fx, nfft, fs, win, nover),

где: fx – массив исходных данных;

nfft – количество точек N1 сегмента длительностью (рисунок 2);

fs – частота дискретизации сигнала; win – массив отсчетов окна;

nover – количество перекрывающихся отсчетов.

3.2.1. Применение функции окна при спектральном анализе Для уменьшения эффекта растекания энергии по частота, при спектральном

анализе применяют взвешивание данных так называемыми окнами. В таблице 2 приведен синтаксис вычисления массивов из n1 отсчетов 8 типов таких окон.

Таблица 2

6

Последовательность команд Matlab для представления функции окна в плоскости амплитуда–время. Для построения графика необходимо в соответствии с заданием заменить выделенный курсивом текст в таблице 3 на соответствующее имя функции окна из таблицы 2.

Таблица 3

win = окно; plot(win), grid;

title('График функции окна', 'fontname', 'arial');

3.2.2. Построение спектрограммы Текст программы для построения спектрограммы приведен в таблице 4. В

тексте программы необходимо дополнительно задать значения переменных n1, fs, nover (из таблицы задания). Также необходимо заменить текст окно на функцию окна из п.3.2.1 (таблица 2).

Таблица 4

fx = load('Имя файла_4'); subplot(2, 1, 1), plot(fx), grid;

title('Амплитуда-время', 'fontname', 'arial'); win = окно;

% внести значения n1, fs, nover

subplot (2, 1, 2), specgram(fx, n1, fs, win, nover); title('Спектрограмма', 'fontname', 'arial');

После построения графика для файла данных 'Имя файла_4' необходимо построить график для файла 'Имя файла_5'.

7

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет должен включать:

4.1.Выполненное задание по пп. 2.1. и 2.2.

4.2.Описание процедуры; промежуточные и окончательные результаты вычислений из командного окна Matlab по пп.3.2. и 3.3.

4.3.Скопировать форму окна усреднения и спектрограммы исходного и зашумленного сигналов (п.3).

4.4.Расчет параметров спектрограммы:

–длительность анализируемого сигнала T nfs ;

–диапазон анализируемых частот [0, fs 2 ] ;

–разрешающая способность по частоте f fs n1 ;

–разрешение по времени t nover Fs .

4.5.Графики спектрограмм для чистого и зашумленного сигналов. Текст программы Matlab.

4.6.Выводы по работе.

5.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

5.1.Каковы основные команды системы Matlab для расчета спектральной плотности и построения графиков.

5.2.Что такое спектрограмма и чем она отличается от оценки спектра мощности стационарного случайного процесса?

5.3.Как следует выбирать параметры спектрограммы при анализе реальных сигналов?

5.4.Зачем в спектрограмме применяют окна?

5.5.Зачем организуют перекрытие сегментов при вычислении спектро-

граммы?

5.6.Как зависит спектрограмма от размера перекрытия?

Библиографический список

1.Ж. Макс. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях: В 2-х томах. Пер. с франц. – М.: Мир, 1983. – Т. 1. 312с.

2.Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. –С-Пб: Питер, 2002. – 603с.

3.Дьяконов В. MATLAB 6: учебный курс – СПб.: Питер, 2001. – 592с.

8

Исследование спектрального состава акустических сигналов

Составил Дмитрий Вячеславович Кособоков

Методические указания

Редактор и корректор Г.Н. Кириллова Компьютерная верстка М.С. Савастеева

План xxxг., № xxx

Петербургский государственный университет путей сообщения. 190031, СПб., Московский пр., 9.

Типография ПГУПС. 190031, Санкт–Петербург, Московский пр., 9.

9