肌電信號(hào)的時(shí)域和頻域分析及實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)(doc畢業(yè)設(shè)計(jì)論文)(編輯修改稿)
2025-07-21 01:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 立葉變換的快速算法，可以將一個(gè)信號(hào)變換到頻域。有些信號(hào)在時(shí)域上是很難看出什么特征的，但是如果變換到頻域之后，就很容易看出特征了。這就是很多信號(hào)分析采用FFT變換的原因。另外，F(xiàn)FT可以將一個(gè)信號(hào)的頻譜提取出來(lái)，這在頻譜分析方面也是經(jīng)常用的。一個(gè)模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)ADC采樣之后，就變成了數(shù)字信號(hào)。采樣得到的數(shù)字信號(hào)，就可以做FFT變換了。N個(gè)采樣點(diǎn)，經(jīng)過(guò)FFT之后，就可以得到N個(gè)點(diǎn)的FFT結(jié)果。為了方便進(jìn)行FFT運(yùn)算，通常N取2的整數(shù)次方。假設(shè)采樣頻率為Fs，信號(hào)頻率F，采樣點(diǎn)數(shù)為N。那么FFT之后結(jié)果就是一個(gè)為N點(diǎn)的復(fù)數(shù)。每一個(gè)點(diǎn)就對(duì)應(yīng)著一個(gè)頻率點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)的模值，就是該頻率值下的幅度特性。假設(shè)原始信號(hào)的峰值為A，那么FFT的結(jié)果的每個(gè)點(diǎn)（除了第一個(gè)點(diǎn)直流分量之外）的模值就是A的N/2倍。而第一個(gè)點(diǎn)就是直流分量，它的模值就是直流分量的N倍。而每個(gè)點(diǎn)的相位就是在該頻率下的信號(hào)的相位。如果要要提高頻率分辨率，就需要增加采樣點(diǎn)數(shù)，也即采樣時(shí)間。頻率分辨率和采樣時(shí)間是倒數(shù)關(guān)系。Matlab相關(guān)程序：clear。close all。 %fft 頻率分析a=load(39。39。)。y=fft(a,10000)。 %做10000點(diǎn)福利葉變換fs=1000。N=length(y)。mag=abs(y)。f=(0:N1)/N*fs。figure。plot(f,mag)。%做幅頻譜xlabel(39。頻率39。)。ylabel(39。幅值39。)。title(39。肌電幅頻 N=1000039。)。figure。plot(f,angle(y))。% 做相頻譜xlabel(39。頻率39。)。ylabel(39。相位39。)。title(39。肌電相頻 N=1000039。)。grid on。執(zhí)行結(jié)果： 功率譜分析：定義信號(hào)f(t)的能量（作歸一化處理）：由電壓f(t)（或者電流f(t)）在電阻上消耗的能量 其中 ，若積分值存在，信號(hào)的能量為有限值，則稱(chēng)f(t)為能量信號(hào)。對(duì)于能量無(wú)限大的信號(hào)（如周期信號(hào)），我們考慮能量的時(shí)間平均值，這顯然就是信號(hào)的平均功率。這種信號(hào)稱(chēng)為（平均）功率信號(hào)。定義信號(hào)f(t)的平均功率：電壓f(t)在電阻上消耗的平均功率（簡(jiǎn)稱(chēng)功率） 式中，T是為求平均的時(shí)間區(qū)間。為了更好得描述能量信號(hào)、功率信號(hào)，我們引入能量譜密度和功率譜密度概念。能量譜密度、功率譜密度函數(shù)表示信號(hào)的能量、功率密度隨頻率變化的情況。通過(guò)研究功率譜密度，可以幫助了解信號(hào)的功率分布情況，確定信號(hào)的頻帶等 對(duì)于隨機(jī)信號(hào)而言其持續(xù)時(shí)間無(wú)限長(zhǎng)，因此對(duì)于非0的樣本函數(shù)，它的能量一般也是無(wú)限的，因此其付氏變換不存在。但是注意到它的平均功率是有限的，在特定的條件下，仍然可以利用博里葉變換這一工具。為了將傅里葉變換方法應(yīng)用于隨機(jī)過(guò)程,必須對(duì)過(guò)程的樣本函數(shù)做某些限制，最簡(jiǎn)單的一種方法是應(yīng)用截取函數(shù)。設(shè)過(guò)程的截取函數(shù)（截取的隨機(jī)過(guò)程）為： 則截取函數(shù)的傅里葉變換為：平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的平均功率為的功率譜密度為這樣的平均功率等于各個(gè)頻率分量（統(tǒng)計(jì)值）單獨(dú)貢獻(xiàn)出的功率之連續(xù)和，是在頻率域上描述隨機(jī)過(guò)程統(tǒng)計(jì)特性的最主要數(shù)字特征。隨機(jī)信號(hào)的平均功率也可以通過(guò)計(jì)算均方值的時(shí)間平均（時(shí)間均方值）來(lái)求得。功率密度譜雖然描述了隨機(jī)信號(hào)的功率在各個(gè)不同頻率上的分布，但因?yàn)樗鼉H與幅度頻譜有關(guān)，沒(méi)有相位信息，所以從已知功率譜還難以完整地恢復(fù)原來(lái)的功率信號(hào)。clear。close all。 a=load(39。39。)。y=fft(a,10000)。 %做10000點(diǎn)傅里葉葉變換fs=1000。N=length(y)。mag=abs(y)。f=(0:N1)/N*fs。power1=(mag.^2)/10000。%周期圖法求功率譜figure。plot(f,power1)。xlabel(39。頻譜39。)。ylabel(39。功率譜39。)。title(
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