功率谱密度简介

PSD（Power Spectrum Density）。PSD定义为单位频带内的信号功率。

MATLAB中PSD函数

• Hpsd = dspdata.psd(Data)

最简单的一种计算psd方式。

• Hpsd = dspdata.psd(Data, Frequencies)

计算功率谱密度的频率矢量。这个矢量的范围取决于谱型值。对于单侧，默认范围可以为[0, Fs/2]。对于双侧，可以为[0,Fs]。

• Hpsd = dspdata.psd(...,'Fs',Fs)

使用采样率Fs。

Matlab里提供很多PSD工具，比如：周期图法、Welch法、Yule-Walker法、Burg法、协方差法。

代码

fs = 5000;    % 规定采样率为5000Hz
t = (0 : fs/10) ./ fs;    % 规定时间序列
A = [1 2];
f = [150; 140];
xn = A * sin(2 * pi * f * t) + 0.1*randn(size(t));

subplot(321)    % 原信号
plot(t, xn)
title('原始信号');
xlabel('时间（Sec）');
ylabel('幅值');

subplot(322)    % 周期图估计
Hrect = spectrum.periodogram;
psd(Hrect, xn, 'Fs', fs, 'NFFT', 1024);

subplot(323)    % hamming窗估计周期图
Hhamm = spectrum.periodogram('Hamming');
psd(Hhamm, xn, 'Fs', fs, 'NFFT', 1024);

subplot(324)    % 矩形窗周期图估计
Hs = spectrum.periodogram('rectangular');
psd(Hs, xn, 'Fs', fs, 'NFFT', 1024);

subplot(325)    % welch法周期图估计，使用150点，重合50点
Hs = spectrum.welch('rectangular', 150, 50);
psd(Hs, xn, 'Fs', fs, 'NFFT', 512);

subplot(326)    % welch法周期图估计，使用100点，重合75点
Hs = spectrum.welch('rectangular', 100, 75);
psd(Hs, xn, 'Fs', fs, 'NFFT', 512);

图像

最后

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