FFT- und zeitlichen Verlauf eines Signals als Waterfall?

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teutopixx

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Verfasst am: 11.06.2013, 13:15 Titel: FFT- und zeitlichen Verlauf eines Signals als Waterfall?

Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem:
Zum einen generiere ich mir mehrere Sinus-Signale unterschiedlicher Frequenzen, die ich anschließend addiere. Den zeitlichen Signalverlauf lasse ich mir problemlos als mit dem plot-Befehl darstellen (z. B. in der Zeit von 0 bis 3 Sekunden.
Nun mache ich eine FFT-Analyse meines Signals, in dem mir wieder durch einen 2-D-Plot die Frequenzanteile angezeigt werden.
Kann ich diese beiden Diagramme irgendwie als 3D-Diagramm darstellen?
So, dass ich auf der x-Achse die Zeit habe, auf y die Frequenz und in z die Amplitude darstelle?

Für ein verständliches Beispiel wäre ich dankbar!
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teutoPIXX

Nras

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Verfasst am: 11.06.2013, 22:55 Titel:

Hallo,

soetwas habe ich bisher noch nicht gesehen. Entweder man argumentiert im Zeitbereich oder im Frequenzbereich. Aber beides gleichzeitig in einer 3 dimensionalen Umgebung klingt merkwürdig.

Was es gibt sind "Zeit Frequenz Analysen" für nicht-stationäre Signale. Zum Beispiel wenn man Zeitbereiche hat, in der sehr hohe Frequenzen dominieren und Zeitbereiche, in denen sehr niedrige Frequenzen dominieren und wieder umgekehrt oder mittlere Frequenzen.
Da trägt man zum Beispiel die Zeit auf der X-Achse auf und die gefundenen Frequenzen der Zeitbereiche auf der Y-Achse. In Farbskalierung trägt man dann die Häufigkeit der Frequenzen auf. Man erhält dann soetwas wie die zeitliche Entwicklung des aktiven Frequenzbereiches.

Falls das hilft... Stichwort "Zeit Frequenz Analysen".

Viele Grüße,
Nras.

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Forum-Century


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Verfasst am: 12.06.2013, 06:13 Titel:

Dürfte eigentlich möglich sein. An sich sind ja das,was du da aus einer FFT hast ist die Amplitude A ihrer zugeordneten Frequenz f.

$A \mathrm{e}^{-\2i\pi f}$

woraus man gut eine 2D Matrix bauen könnte mit beispielsweise

Code:

Mtr = A.*exp(-i*2*pi*x'*f);

Funktion ohne Link?

Musst mal ein wenig rumtesten. Is schon ein Weilchen her.

Grüße!

DSP

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Verfasst am: 12.06.2013, 09:31 Titel:

Es gibt die Funktion

Code:

doc spectrogram

Funktion ohne Link?

die für solche Zwecke verwendet wird. Man kann hier auch mit dem

Code:

view

Funktion ohne Link?

Befehl steuern, ob die Darstellung 2 oder 3D sein soll. Auf jeden Fall erhältst du damit 3 Achsen, Zeit, Frequenz und Amplitude.

teutopixx

Themenstarter

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Verfasst am: 08.08.2013, 10:18 Titel:

Danke erstmal für die Antworten... Ein Spektogramm ist nicht so richtig das, wonach ich suche...
Ich meinte eher sowas, wie ich es in der Grafik angehängt habe...

Unbenannt-1.jpg

Beschreibung:

Download

Dateiname:

Unbenannt-1.jpg

Dateigröße:

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Heruntergeladen:

788 mal

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teutoPIXX

DSP

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Verfasst am: 08.08.2013, 10:31 Titel:

Das ist sehr wohl ein Spektrogramm. Man kann es aber in 2D oder 3D darstellen lassen.

Code:

load('mtlb');
y = mtlb(1:2048);
N = length(y); % Anzahlmesswerte

figure(1)
subplot(2,1,1)
plot(0:1/Fs:(N-1)/Fs,y);
grid on;
title('Darstellung Zeitbereich');
ylabel('Amplitude');
xlabel('Zeit [s]');

subplot(2,1,2)
fn = Fs/2; % Nyquistfreq.
df = Fs/N; % Frequenzauflösung des Spektrums
% Frequenzvektor: Darstellung bis Nyquistfreq.
fv = 0: df : fn;

% Signal transformieren
Fy = fft(y,N);

k = N/2 + 1;
% Betrag - nur positives Freq.spektrum
Fy_pos0 = abs(Fy(1:k));

% Skalierung
mag = [Fy_pos0(1)/N ;Fy_pos0(2:k-1)/(N/2);Fy_pos0(k)/N];

% Umrechnung in dB
mag_dB = 20*log10(mag + eps); % eps = kleine Konstante zur Vermeidung von log(0)

plot(fv,mag_dB);
grid on;
title('Darstellung Betragsspektrum mittels FFT');
ylabel('Magnitude [dB]')
xlabel('Frequenz [Hz]');

% FFT Segmentlänge und Fensterlänge
% kleine Sgementlänge nfft -> feinere Frequenz- aber schlechte
% Zeitauflösung
nfft = N/8; % Segmentlänge (8 ist glaube ich der Standardwert bei spectrogram)
% Overlap = window_size/2
numoverlap = nfft/4; % Anzahl der Messwerte, die sich zwei benachbarte Segmente überlappen

figure(2)
[S,F,T]=specgram(y,nfft,Fs,nfft,numoverlap);
% Spektrogramm nun selber erzeugen
surf(F,T,20*log10(abs(S'+eps)));
%view(0,90); % Darstellung in 2D
colormap(jet)
colorbar
%set(gca,'ytick',[0:200:Fs/2]);
title('Darstellung Spektrogramm');
zlabel('Magnitude [dB]')
xlabel('Frequenz [Hz]');
ylabel('Zeit [s]');

Funktion ohne Link?

Bei neueren MatLab Versionen heißt die Funktion nicht mehr specgram sondern spectrogram. Kann es mit meiner alten Version nicht testen...müsste aber so gehen.

Code:

% [S,F,T] = spectrogram(x,window,noverlap,F,fs)
[S,F,T] = spectrogram(y,nfft,numoverlap,fv,Fs)
% oder
% [S,F,T] = spectrogram(x,window,noverlap,nfft,fs)
[S,F,T] = spectrogram(y,nfft,numoverlap,nfft,Fs)

Funktion ohne Link?

Simon-1

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Verfasst am: 12.05.2014, 11:23 Titel:

@ DSP könntest du evtl die mtlb.mat hochladen sodass man sich das Beispiel anschauen könnte.

Habe gerade ein ähnliches Problem


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