matlab - 在 MATLAB 中根据信号数据确定频率

Question

我有来自传感器的数据，我需要找到它的频率。看起来 fft() 似乎是要走的路，但 MATLAB 文档只展示了如何获取频率图，我不知道从那里该怎么做。

这是我的数据:

Answer 1

一种方法确实是使用 fft。由于 fft 为您提供了信号的频率表示，因此您想寻找最大值，并且由于 fft 是一个复数信号，因此您需要先取绝对值。该指数将对应于具有最大能量的归一化频率。最后，如果您的信号有偏移，就像您显示的信号一样，您希望在进行 fft 之前消除该偏移，这样您就不会在表示直流分量的原点处获得最大值。

我描述的所有内容都放在一行中:

[maxValue,indexMax] = max(abs(fft(signal-mean(signal))));

其中 indexMax 是可以找到最大 fft 值的索引。

注意:要从 indexMax 获得感兴趣的实际频率，您需要知道 fft 的长度 L(与信号的长度相同)和采样频率 Fs。信号频率将是:

frequency = indexMax * Fs / L;

或者，根据您拥有的信号，更快并且工作得相当好，对您的信号进行自相关:

autocorrelation = xcorr(signal);

并找到出现在自相关中心点之后的第一个最大值。 (自相关将与其中间的最大值对称。)通过找到该最大值，您可以找到偏移信号看起来或多或少与自身相似的第一个位置。 IE。你找到你的信号周期。由于按其周期的倍数移动的信号总是看起来像它自己，因此您需要确保找到的最大值确实对应于信号的周期，而不是其倍数之一。

由于信号中的噪声，绝对最大值很可能出现在周期的倍数而不是周期本身。因此，为了解释该噪声，您将采用自相关的绝对最大值 (autocorrelation(length(autocorrelation)/2+1)，然后找到自相关大于第一个最大值的 95% 的位置信号后半部分的时间。95%、99% 或其他一些数字取决于噪声破坏信号的程度。

更新:我意识到我假设您所说的信号“频率”是指音高或基本谐波或能量最大的频率，但是您想查看它。如果您所说的频率是指信号的频率表示，那么对于第一个近似值，您只想绘制 FFT 的绝对值以了解能量在哪里:

plot(abs(fft));

如果您想了解为什么有 abs，或者您因不代表 fft 的相位而丢失了哪些相关信息，您可能需要阅读更多有关 DFT 变换的内容，以准确了解您得到的信息。