dB-Frequenz-Spektrum

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Ecem

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Verfasst am: 13.11.2014, 10:23 Titel: dB-Frequenz-Spektrum

Hey Leute,

ich schreibe unten die Codes, die ich verwende. Mein Problem ist am Ende bei der Umformung nach dB. dB-Freuquenz-Spektrum sieht nicht so aus wie ich erwartet habe. Könnt ihr bitte gucken, ob man die Umformung so machen kann. Vielen Dank!

Code:

clc
clear all

load('Signal_Kalibrator 94dB 1000Hz 10sec.mat')
figure(1), plot(n_PEF__Y.y_values.values)
xlabel('Zeit')
ylabel('Amplitude (Pa)')
audiowrite('dbsignal.wav',n_PEF__Y.y_values.values(1,:)',44100);
[y,fs]=wavread('dbsignal.wav');
[m,n]=size(y);
N=m;
ts=1/fs;
tmax=(N-1)*ts;
NFFT=2^nextpow2(N);
yf=fft(y,NFFT)/N;
f=fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1);
figure(2), plot(f,2*abs(yf(1:NFFT/2+1))) %Amplitude (Pa)-Freuquenz Spektrum
xlabel('Frequenz (Hz)')
ylabel('Amplitude(Pa)')
kf=20*log10(yf./(2*10^-5)); %Amplitude in dB
figure(3), plot(f,2*abs(kf(1:NFFT/2+1))) %Amplitude (Pa)-Freuquenz Spektrum
xlabel('Frequenz (Hz)')
ylabel('Amplitude(dB)')

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DSP

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Verfasst am: 13.11.2014, 11:02 Titel:

Hallo,

ich habe dir doch schon in deinem anderen Thread dieses Skript ans Herz gelegt: http://www.gomatlab.de/fft-umfassendes-beispiel-t777.html

Dort findest du alle Lösungen zu deinen Fragen. Deine Amplitude ist nicht richtig skaliert und die Darstellung in dB wird dort ebenfalls erleutert.

Ich empfehle auch zunächst mal die Darstellung eines Testsignals, wo man ganz genau weiß was herauskommen muss. Z.B. einen Sinus einer Frequenz.

Falls eine doppelt-logarithmische Darstellung erwünscht ist, kann man den Befehl

Code:

loglog

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verwenden.

Ecem

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Verfasst am: 13.11.2014, 11:39 Titel:

Hey,

ich habe schon die Codes gelesen und probiert damit zu arbeiten. Mit dieser Methode kommt aber eine ganz falsche Frequenzspektrum raus. Weil ich nicht weitergekommen bin, habe ich durch Matlab-Hilfe etwas anderes probiert und das Frequenz-Spektrum sieht so besser aus. Ich bin ganz neu im Bereich auch in Matlab, deshalb kann ich nicht sehen wo mein Fehler ist. Danke trotzdem.

DSP

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Verfasst am: 13.11.2014, 12:27 Titel:

Ecem hat Folgendes geschrieben:

Mit dieser Methode kommt aber eine ganz falsche Frequenzspektrum raus.

Das wage ich dich sehr stark zu bezweifeln Wink

Du erstellt hier einen Vektor der Amplitude in dB, verwendest ihn beim Plot aber gar nicht

Code:

kf=20*log10(yf./(2*10^-5)); %Amplitude in dB
figure(3), plot(f,2*abs(kf(1:NFFT/2+1))) %Amplitude (Pa)-Freuquenz Spektrum

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Es muss so sein

Code:

plot(f,kf)

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Was ist denn aber der Faktor ./(2*10^-5) ? Wie gesagt deine Skalierung der Amplitude ist auch nicht korrekt. Siehe Skript

Code:

% Berechnung der FFT
% ------------------
H = fft(y, N);
% Berechnung des Amplitudengangs aus dem komplexen Frequenzvektor H:
amplH = abs(H);
% Darstellung des interessierenden Frequenzbereichs des
% Amplitudengangs (0...fn) und
% daran angepasste Amplitudenskalierung (Normierung auf N/2):
amplitudengang = [amplH(1)/N amplH(2:N/2)/(N/2)]; % DC-Bin auf N normieren!

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Es sollte doch wohl möglich sein, dies in deinem Skript so umzusetzen ohne ein gleich ein Matlab Profi zu sein.

Code:

NFFT=2^nextpow2(N);
yf=fft(y,NFFT);

% Betrag des positiven Frequenzbereichs bis Fs/2 inkl. Skalierung
amplyf = abs(yf);
amplitudengang = [amplyf(1)/NFFT amplyf(2:NFFT/2)/(NFFT/2) amplyf(NFFT/2 + 1)/NFFT];

% Umrechnung in dB
amplitudengang_dB = 20*log10(amplitudengang + eps); % eps = kleine Konstante zur Vermeidung von log10(0)

f=fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1);
figure(2)
plot(f,amplitudengang) % Amplitude (Pa)-Freuquenz Spektrum
...
figure(3)
plot(f,amplitudengang_dB) %Amplitude (Pa)-Freuquenz Spektrum

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Ecem

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Verfasst am: 13.11.2014, 12:58 Titel:

Hey,

ich habe vorher auch so angepasst aber dann kommt error using horzcat Confused

ich habe ohne probiert dann gibts Leckage Effekt im Spektrum (glaube ich) Rolling Eyes

DSP

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Verfasst am: 13.11.2014, 13:16 Titel:

Soll das jetzt eine weitere Frage sein oder reichen dir meine Vorschläge um deinen Code richtig anzupassen?

Leakage tritt auf, wenn die Signalfrequenz kein ganzes Vielfaches der Frequenzauflösung df ist.

Code:

df = Fs/NFFT;

% Frequenzvektor
f = 0: df: Fs/2;

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Die FFT berechnet nur die Signalanteile zu den diskreten Frequenzen n*df, wobei n = 0,1,...NFFT/2+1
Hat man ein reelles Signal, wird es wohl immer zu Leakage kommen. Das lässt sich gar nicht vermeiden. Man kann dann entsprechend ein Fenster wie z.B. Hanning und wenn möglich eine besser Auflösung df (= mehr aufgenommen Messwerte)verwenden, was den Leakage Effekt mindert.


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