[導(dǎo)讀]傳統(tǒng)傅里葉變換的分析方法你已經(jīng)非常熟悉了，特別是快速傅里葉變換(FFT)的高效實(shí)現(xiàn)給數(shù)字信號處理技術(shù)的實(shí)時應(yīng)用創(chuàng)造了條件，從而加速了數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展。
傳統(tǒng)傅里葉變換的分析方法你已經(jīng)非常熟悉了，特別是快速傅里葉變換(FFT)的高效實(shí)現(xiàn)給數(shù)字信號處理技術(shù)的實(shí)時應(yīng)用創(chuàng)造了條件，從而加速了數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展。
大家對線性調(diào)頻信號的波形和頻譜非常熟悉，下面用Matlab仿真一個簡單的線性調(diào)頻信號，參數(shù)設(shè)置如下：
采樣率：1000MHz
中心頻率：300MHz
信號時寬：10us
信號帶寬：100MHz
波形和頻譜如下：
傅里葉變換是一種線性處理方法，不是看時域波形就是在頻域查看信號頻率，我們難以弄清信號的頻率成分隨時間是如何變化的。也就是從時域波形中看不出詳細(xì)的頻率特性，而從頻譜圖中也不知道具體的頻率是在哪個時間段。鑒于傳統(tǒng)傅里葉變換的缺陷提出了聯(lián)合時頻的分析方法，既反映信號的頻率，也能看出頻率隨時間變化的規(guī)律。而今天給大家介紹的就是線性聯(lián)合時頻分析方法中的短時傅里葉變換：STFT
STFT的基本思想是將信號加窗，然后再進(jìn)行傅里葉變換，窗函數(shù)根據(jù)時間的變化在整個時間軸上平移，也就是利用窗函數(shù)將時刻t附近的頻譜實(shí)現(xiàn)局域化，從而構(gòu)成待分析信號的二維時頻譜。
這樣的話，即使信號是非平穩(wěn)的或者是時變的，也可以假定被窗函數(shù)分割的每一個小段信號時平穩(wěn)的，這樣可以用STFT來分析信號的時頻譜了，示意框圖如下：
STFT是一個二維的復(fù)函數(shù)，表示信號隨時間和頻率變化的幅度和相位。離散傅里葉變換的表達(dá)式：
其中，g(n)是長度為M的窗函數(shù)；Xm(f)是mR時刻加窗后數(shù)據(jù)的DFT；R是每次DFT所跳的大小，它等于窗的大小減去重疊的長度L：R=M-L
從上面的變換可以看出，通過不斷移動窗函數(shù)的中心位置，得到不同時刻附近的傅里葉變換，這些傅里葉變換的集合就是STFT結(jié)果。上圖是上面線性調(diào)頻信號的短時傅里葉變換結(jié)果，左圖橫軸是時間，縱軸是頻率，顏色反映了值得大小。右圖調(diào)整了觀察角度。
獲取仿真代碼
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傅里葉變換將一個信號或函數(shù)從時間域轉(zhuǎn)換到頻域，而逆變換則將變換后的頻域信號重新轉(zhuǎn)換回原始的時間域表示。
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傅里葉變換
一直以來，單片機(jī)都是大家的關(guān)注焦點(diǎn)之一。因此針對大家的興趣點(diǎn)所在，小編將為大家?guī)韱纹瑱C(jī)的相關(guān)介紹，詳細(xì)內(nèi)容請看下文。
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單片機(jī)
數(shù)字信號
模擬信號
存儲器是一種用于存儲數(shù)據(jù)的集成電路。存儲器的架構(gòu)可以分為靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)和動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)等類型。
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數(shù)字信號
在數(shù)字信號處理領(lǐng)域，濾波器是不可或缺的核心組件，其作用是對信號進(jìn)行篩選，保留有用成分并去除干擾。其中，F(xiàn)IR(Finite Impulse Response，有限脈沖響應(yīng))濾波器和 IIR(Infinite Impuls...
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數(shù)字信號
濾波器
脈沖響應(yīng)
模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器即A/D轉(zhuǎn)換器，或簡稱ADC，通常是指一個將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的電子元件。
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數(shù)字信號
在數(shù)字信號處理領(lǐng)域，濾波器作為一種重要的工具，用于對信號進(jìn)行篩選、增強(qiáng)或抑制特定頻率成分。FIR(有限脈沖響應(yīng))濾波器和 IIR(無限脈沖響應(yīng))濾波器是其中最為常用的兩種類型，它們在結(jié)構(gòu)、性能、設(shè)計方法以及應(yīng)用場景等方面...
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數(shù)字信號
濾波器
頻率
在現(xiàn)代電子系統(tǒng)與數(shù)字信號處理領(lǐng)域，數(shù)字信號時序波形的觸發(fā)時間位置可調(diào)功能具有至關(guān)重要的意義。從通信系統(tǒng)中的信號同步，到工業(yè)自動化中的精確控制，再到測試測量設(shè)備中的信號捕獲與分析，這一功能為滿足多樣化的應(yīng)用需求提供了關(guān)鍵支...
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電子系統(tǒng)
數(shù)字信號
自動化
濾波算法是一種數(shù)字信號處理技術(shù)，其目的是通過特定的數(shù)學(xué)模型和方法，從原始信號中去除或減輕不需要的成分(如噪聲、高頻干擾等)，提取或增強(qiáng)有用的信息。它廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，包括通信、語音處理、圖像處理、物理測量等。?
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濾波算法
數(shù)字信號
對于國內(nèi)的集成電路設(shè)計師來說，大多是采用傳統(tǒng)的方法，比如數(shù)字部分用HDL寫好，仿真，綜合，布局布線;模擬部分畫出電路圖，用Spice仿真，Layout。然后將兩部分拼接在一起。而真正的混合信號設(shè)計則需要真正結(jié)合數(shù)字和模擬...
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數(shù)字信號
ADMS
廣義上講，信號完整性(Signal Integrity，SI)包括由于互連、電源、器件等引起的所有信號質(zhì)量及延時等問題。數(shù)字信號在傳輸?shù)倪^程中，由于阻抗匹配、串?dāng)_等原因?qū)е滦盘栕儾睢?
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SI
數(shù)字信號
在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)作為模擬信號與數(shù)字信號之間的橋梁，其性能直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和效率。隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，高速A/D轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用越來越廣泛，從通信、工業(yè)控制到醫(yī)療設(shè)備，無不體現(xiàn)著其重要性。然而，...
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模數(shù)轉(zhuǎn)換器
數(shù)字信號
高速A/D轉(zhuǎn)換器
在當(dāng)今高速數(shù)字信號處理領(lǐng)域，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的性能直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集精度和速度。然而，隨著應(yīng)用需求的不斷提升，特別是在無線通信、雷達(dá)系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域，對ADC的帶寬、動態(tài)范圍、噪聲和失真等性能提出了...
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數(shù)字信號
模數(shù)轉(zhuǎn)換器
差分放大器
在數(shù)字信號處理領(lǐng)域，抗混疊濾波器(Anti-Aliasing Filter)扮演著至關(guān)重要的角色。它們的主要職責(zé)是在模擬信號被采樣轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號之前，濾除高于奈奎斯特頻率(Nyquist Frequency，即采樣率的一...
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抗混疊濾波器
數(shù)字信號
濾波器
在數(shù)字信號處理領(lǐng)域，抗混疊濾波器(Anti-Aliasing Filter)扮演著至關(guān)重要的角色。它作為模擬信號進(jìn)入數(shù)字化過程前的最后一道防線，主要任務(wù)是濾除高于奈奎斯特頻率(Nyquist Frequency，即采樣頻...
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數(shù)字信號
抗混疊濾波器
采樣頻率
隨著物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的飛速發(fā)展，對微型化、低功耗電子設(shè)備的需求日益增加。傳統(tǒng)的電池供電方式在續(xù)航能力和維護(hù)成本上逐漸顯露出局限性，因此，從環(huán)境或信號中直接提取能量成為研究的熱點(diǎn)。本文將詳細(xì)介紹一種可從數(shù)字信號...
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電子設(shè)備
數(shù)字信號
電荷泵
在數(shù)字信號處理領(lǐng)域，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)扮演著至關(guān)重要的角色。ADC作為模擬信號與數(shù)字信號之間的橋梁，其性能直接影響整個系統(tǒng)的精度、速度和功耗。本文將深入探討常見...
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數(shù)字信號
模數(shù)轉(zhuǎn)換器
ADC架構(gòu)
隨著科技的不斷進(jìn)步，數(shù)字信號處理技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。其中，DAC(Distance Amplitude Curve，距離-幅度曲線)曲線作為超聲波檢測中一種重要的分析工具，在無損檢測領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。本文將...
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數(shù)字信號
DAC曲線
隨著科技的飛速發(fā)展，數(shù)字信號與模擬信號之間的轉(zhuǎn)換成為眾多電子系統(tǒng)不可或缺的一部分。其中，DAC(Digital-to-Analog Converter，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器)作為將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的關(guān)鍵模塊，在音頻設(shè)備...
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數(shù)字信號
dac模塊
在數(shù)字信號處理和通信系統(tǒng)中，編碼器扮演著至關(guān)重要的角色。它負(fù)責(zé)將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符序列或二進(jìn)制碼序列，以實(shí)現(xiàn)信息的有效傳輸和處理。而在編碼器的眾多組成部分中，BAT(電池)信號不僅提供了編碼器運(yùn)行的必要電源，還承載著多種...
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數(shù)字信號
編碼器
BAT
DS18B20是常用的數(shù)字溫度傳感器，其輸出的是數(shù)字信號，具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強(qiáng)，精度高的特點(diǎn)。
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ds18b20
溫度傳感器
數(shù)字信號
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