随机信号的频谱分析相关问题

hrbeu221

对于随机信号，对其进行频谱分析，采用如下的命令进行分析

fs=8006;%采样率
nfft=4096;%将要进行FFT变换的时域数据点数
Hhamm=spectrum.welch('Hamming',1024,50）
hd=psd(Hhamm,y(:,i),'Fs',fs,'NFFT',nfft,'SpectrumType','onesided'）


对于一段有限长的平稳随机数据，NFFT点数和加窗点数的选择对于后续计算结果会产生较大差异，主要反应在频谱曲线的光滑程度。当NFFT和加窗点数（1024，可调）比较接近，即平均次数越少，峰值越多。请问下大家这个分析点数和加窗点数该如何选取比较合适？最后如何来判断分析结果的可信度？

simon21

采样点数问题可以参考
http://forum.vibunion.com/thread-121909-1-1.html

加窗问题最近论坛的公众号发了好几篇相关的文章，你可以看看

hcharlie

《平均次数越少，峰值越多。》你这句话说到点子上，要知道，随机随机就是随机的，时域是随机的，频域也是随机的，必须采取多次（100次不多）平均，才能提高分析结果的精度和置信度，100次平均大概能得到 1 dB 的精度。

hrbeu221

hcharlie 发表于 2016-3-31 11:00
《平均次数越少，峰值越多。》你这句话说到点子上，要知道，随机随机就是随机的，时域是随机的，频域也是随 ...

误差是怎么计算的呢？这样峰值岂不是低频段都没有？这个分析点数又如何确定呢？

hrbeu221

simon21 发表于 2016-3-31 09:16
采样点数问题可以参考
http://forum.vibunion.com/thread-121909-1-1.html

谢谢

hcharlie

hrbeu221 发表于 2016-3-31 21:24
误差是怎么计算的呢？这样峰值岂不是低频段都没有？这个分析点数又如何确定呢？

误差计算方法一言难尽，可以到《随机振动与谱分析概论》中去找。
简单地说，相对误差即 标准偏差/平均值=1/根号N，平均次数 N=100时，误差=1/10。
每一帧的长度T的倒数是频率分辨率，由此确定每一帧的点数。
另外，对于在随机信号谱平均时，加窗并非必要，因为信号分成一段段的，就有截断影响，如果不截断，将一整段随机信号做FFT，然后将相邻谱线取平均，不加窗的影响降到最小，也提高了数据利用率。比如数据总长65536，整段做FFT，再将各临近比如N=64个频率的psd求平均，也能得到比较光滑的psd图。如果将65536点分成N=64段1024点分别做FFT，不加窗就不太好了。上面提到的书里也有此种算例。

hcharlie

hrbeu221 发表于 2016-3-31 21:24
误差是怎么计算的呢？这样峰值岂不是低频段都没有？这个分析点数又如何确定呢？

如果你的信号在低频段应该有峰值时，平均以后仍有峰值。严格讲，有峰值的不能称之为宽带随机，它含有窄带随机，或正弦，或周期振动信号。