心电信号的频谱分析-FFT分析

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实验二用FFT对信号进行频谱分析

实验二用FFT对信号进行频谱分析

实验二用FFT对信号进行频谱分析简介:频谱分析是信号处理中常用的一种方法,通过将信号变换到频域,可以得到信号的频谱特征。

其中,快速傅里叶变换(FFT)是一种高效的计算频域的方法。

在这个实验中,我们将学习如何使用FFT对信号进行频谱分析。

实验步骤:1.准备工作:a. 安装MATLAB或者Octave等软件,并了解如何运行这些软件。

2.载入信号:a. 在MATLAB或Octave中,使用内置函数加载信号文件,将信号读入到内存中。

b.查看信号的基本信息,例如采样频率、时长等。

3.FFT变换:a. 使用MATLAB或Octave的fft函数将信号由时域变换到频域。

b.设置合适的参数,例如变换的点数、窗口函数等。

可以尝试不同的参数,观察其对结果的影响。

4.频谱绘制:a. 使用MATLAB或Octave的plot函数将变换后的频率数据进行绘制。

b.可以绘制幅度谱(频率的能量分布)或相位谱(频率的相位分布),也可以同时绘制两个谱。

5.频谱分析:a.根据绘制出的频谱,可以观察信号的频率特征。

例如,可以识别出信号中的主要频率分量。

b.可以进一步计算信号的能量、均值、方差等统计量,了解信号的功率特征。

c.可以对不同的信号进行对比分析,了解它们在频域上的差异。

实验结果和讨论:1.绘制出的频谱图可以清晰地显示信号的频率分量,可以识别出信号中的主要频率。

2.通过对不同信号的对比分析,可以发现它们在频域上的差异,例如不同乐器的音调特征。

3.可以进一步分析频谱的统计特征,例如信号的能量、平均幅度、峰值频率等。

4.在进行FFT变换时,参数的选择对结果有一定的影响,可以进行参数的调优,获得更准确的频谱分析结果。

结论:本实验通过使用FFT对信号进行频谱分析,可以获得信号在频域上的特征。

通过观察频谱图和统计特征,可以进一步了解信号的频率分布、能量特征等信息。

这对信号处理、音频分析等领域具有很大的应用价值。

在实际应用中,可以根据不同的需求,选择合适的参数和方法,对不同的信号进行频谱分析。

用FFT对信号做频谱分析

用FFT对信号做频谱分析

用FFT对信号做频谱分析傅里叶变换(Fourier Transform)是一种将信号从时域转换到频域的数学方法,可用于信号的频谱分析。

通过傅里叶变换,我们可以将时域上的信号转换为频域上的频谱,帮助我们理解信号的频率组成以及各个频率分量的强弱。

频谱分析是对信号进行频率分析的过程,是了解信号在频域上的特性和频率成分的一种方法。

通过频谱分析,我们可以获得信号的频率分布情况,帮助我们了解信号的频率成分、频率峰值等信息。

在进行频谱分析时,常用的方法之一是采用快速傅里叶变换(FFT)。

FFT是一种高效的算法,能够快速计算离散傅里叶变换(DiscreteFourier Transform)。

下面将详细介绍FFT在频谱分析中的应用。

首先,我们需要将待分析的信号转换为数字信号,并对其进行采样,得到一个离散的信号序列。

然后,使用FFT算法对这个离散信号序列进行傅里叶变换,得到信号的频谱。

在进行FFT之前,需要进行一些预处理工作。

首先,需要将信号进行加窗处理,以减少泄露效应。

加窗可以选择矩形窗、汉宁窗、汉明窗等,不同的窗函数对应不同的性能和应用场景。

其次,需要对信号进行零填充,即在信号序列末尾添加零值,以增加频谱的分辨率。

零填充可以提高频谱的平滑度,使得频域上的分辨率更高。

接下来,我们使用FFT算法对经过加窗和零填充的信号序列进行傅里叶变换。

FFT算法将离散信号变换为离散频谱,得到信号的频率成分和强度。

FFT结果通常呈现为频率和振幅的二维图像,横轴表示频率,纵轴表示振幅。

通过观察频谱图像,我们可以得到一些关于信号的重要信息。

首先,我们可以观察到信号的频率成分,即信号在不同频率上的分布情况。

在频谱图像中,高峰表示信号在该频率上强度较高,低峰表示信号在该频率上强度较低。

其次,我们可以通过峰值的位置和强度来分析信号的主要频率和频率成分。

频谱图像上的峰值位置对应着信号的主要频率,峰值的高度对应着信号在该频率上的强度。

最后,我们还可以通过观察频谱图像的整体分布情况,来获取信号的频率范围和频率分布的特点。

实验二的应用FFT对信号进行频谱分析

实验二的应用FFT对信号进行频谱分析

实验二的应用FFT对信号进行频谱分析引言:频谱分析是通过将连续信号转换为离散信号,根据信号在频域上的强度分布来分析信号的频谱特性。

其中,FFT(Fast Fourier Transform,快速傅里叶变换)是一种常见的频谱分析算法,可以高效地计算离散信号的傅里叶变换。

实验目的:本实验旨在使用FFT算法来对一个信号进行频谱分析,从而了解FFT 的原理和应用。

实验器材:-计算机-MATLAB软件实验步骤:1.准备信号数据:首先,需要准备一个信号数据用于进行频谱分析。

可以通过MATLAB 自带的函数生成一个简单的信号数据,例如生成一个正弦信号:```Fs=1000;%采样频率T=1/Fs;%采样时间间隔L=1000;%信号长度t=(0:L-1)*T;%时间向量S = 0.7*sin(2*pi*50*t) + sin(2*pi*120*t); % 生成信号,包含50Hz和120Hz的正弦波成分```其中,Fs为采样频率,T为采样时间间隔,L为信号长度,t为时间向量,S为生成的信号数据。

2.进行FFT计算:利用MATLAB提供的fft函数,对准备好的信号数据进行FFT计算,得到信号的频谱:```Y = fft(S); % 对信号数据进行FFT计算P2 = abs(Y/L); % 取FFT结果的模值,并归一化P1=P2(1:L/2+1);%取模值前一半P1(2:end-1) = 2*P1(2:end-1); % 对非直流分量进行倍频处理f=Fs*(0:(L/2))/L;%计算对应的频率```其中,Y为FFT计算的结果,P2为对应结果的模值,并进行归一化处理,P1为P2的前一半,f为对应的频率。

3.绘制频谱图:使用MATLAB的plot函数,将频率和对应的功率谱绘制成频谱图:```plot(f,P1)title('Single-Sided Amplitude Spectrum of S(t)')xlabel('f (Hz)')ylabel(',P1(f),')```实验结果与分析:上述实验步骤通过MATLAB实现了对一个信号的频谱分析并绘制成频谱图。

心电信号的频谱分析FFT分析

心电信号的频谱分析FFT分析

心电信号的频谱分析F F T分析Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】课程设计任务书(指导教师填写)课程设计名称微机应用技术课程设计学生姓名专业班级设计题目心电信号的频谱分析- FFT分析一、课程设计目的1.了解心电信号的特点;2.熟悉MATLAB程序设计方法;3.理解频谱分析的作用和相关概念;二、设计内容、技术条件和要求1.采样点数N=1000,采样频率f=360HZ 和 100HZ;2.利用Matlab软件对心电信号进行时域分析(包括均值,方差,标准差,峰峰值,极大值和极小值)和频域分析(FFT),其中涉及的参数根据需要自主选择;三、时间进度安排第1周:查阅资料;第2周:实现设计内容第3周:整理资料,撰写课程设计任务书四、主要参考文献参考《模拟电子技术》、《Matlab信号处理与应用》和《医学仪器》教材指导教师签字:年月日目录四、心电信号的Matlab实现023摘要本次课程设计介绍了一种运用信号系统知识和MATLAB 相结合的思想,设计出用傅里叶变换分析MIT-BIH心电数据库的心电信号的方法。

运用该方法既能简便的对心电信号进行分析,又能把所学知识应用于解决实际问题。

该方法简单易懂,能加深初学者对傅里叶变换的理解,并且可以得到许多有用的信息,对于诊断疾病有非常重要的参考价值。

关键字:心电信号 Matlab 傅里叶变换引言美国麻省理工学院提供的MIT-BIH数据库是一个权威性的国际心电图检测标准库,近年来应用广泛,为我国的医学程界所重视。

MIT-BIH数据库共有48个病例,每个病例数据时长30min,共116000多个心拍,包含有正常心拍和异常心拍,内容丰富完整,为了读取方便,采用txt格式的数据文件作为我们的原心电信号数据。

利用Matlab提供的textread函数,读取txt数据文件中的信号,并还原为实际波形。

本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析及matlab应用。

用FFT对信号作频谱分析

用FFT对信号作频谱分析

用FFT对信号作频谱分析快速傅立叶变换(FFT)是一种在信号处理中常用于频谱分析的方法。

它是傅立叶变换的一种快速算法,通过将信号从时间域转换到频域,可以提取信号的频率信息。

FFT算法的原理是将信号分解为不同频率的正弦波成分,并计算每个频率成分的幅度和相位。

具体而言,FFT将信号划分为一系列时间窗口,每个窗口内的信号被认为是一个周期性信号,然后对每个窗口内的信号进行傅立叶变换。

使用FFT进行频谱分析可以得到信号的频率分布情况。

频谱可以显示信号中各个频率成分的强度。

通过分析频谱可以识别信号中的主要频率成分,判断信号中是否存在特定频率的干扰或噪声。

常见的应用包括音频信号处理、图像处理、通信系统中的滤波和解调等。

使用FFT进行频谱分析的步骤如下:1.首先,获取待分析的信号,并确保信号是离散的,即采样频率与信号中的最高频率成分满足奈奎斯特采样定理。

2.对信号进行预处理,包括去除直流分量和任何不需要的干扰信号。

3.对信号进行分段,分段后的每个窗口长度在FFT算法中通常为2的幂次方。

常见的窗口函数包括矩形窗、汉明窗等。

4.对每个窗口内的信号应用FFT算法,将信号从时间域转换到频域,并计算每个频率成分的幅度和相位。

5.对所有窗口得到的频谱进行平均处理,以得到最终的频谱分布。

在使用FFT进行频谱分析时需要注意的问题有:1.噪声的影响:FFT对噪声敏感,噪声会引入幅度偏差和频率漂移。

可以通过加窗等方法来减小噪声的影响。

2.分辨率的选择:分辨率是指在频谱中能够分辨的最小频率间隔。

分辨率与信号长度和采样频率有关,需要根据需求进行选择。

3.漏泄效应:当信号中的频率不是FFT长度的整数倍时,会出现漏泄效应。

可以通过零填充等方法来减小漏泄效应。

4.能量泄露:FFT将信号限定在一个周期内进行计算,如果信号过长,则可能导致部分频率成分的能量泄露到其他频率上。

总之,FFT作为信号处理中常用的频谱分析方法,能够提取信号中的频率信息,广泛应用于多个领域。

用FFT做频谱分析

用FFT做频谱分析

用FFT做频谱分析FFT(Fast Fourier Transform)是一种广泛应用于信号处理和频谱分析的算法,它能够将时域的信号转换为频域的信号,从而得到信号的频谱特征。

首先,我们来介绍一下频谱分析的概念。

频谱是指一个信号在不同频率上的分量强度。

在频谱分析中,我们将时域的连续信号转换为频域的离散信号,通过分析离散信号的频域特征,可以得到信号的频谱信息。

频谱分析广泛应用于音频处理、图像处理、通信等领域。

FFT算法是计算频谱的一种高效算法。

它利用了信号的周期性质,通过将时域信号分解为多个频率的正弦波或余弦波的叠加,然后利用频率域上的线性特性进行运算,从而得到信号的频域表示。

FFT的算法思想是将一个长度为N的时域信号转换为一个长度为N的复数序列,其中每个复数表示了信号在不同频率上的分量强度。

该算法的核心是蝶形运算,通过多次迭代实现了快速计算,并且具有较高的计算效率。

在进行FFT频谱分析前,我们需要对输入信号进行预处理。

首先,我们需要对时域信号进行采样,以便将连续信号转换为离散信号。

然后,我们需要对采样信号进行窗函数处理,以减少信号的频谱泄漏现象。

常用的窗函数有矩形窗、汉宁窗、黑曼窗等。

窗函数的选择会直接影响频谱分析的精度和分辨率。

接着,我们使用FFT算法对处理过的信号进行频域分析。

FFT算法通过将信号分解为一系列频率分量的叠加来计算信号的频谱。

通过FFT计算,我们可以得到信号在不同频率上的幅度和相位信息。

幅度信息表示了信号在不同频率上的强度大小,相位信息表示了信号在不同频率上的相对延迟。

最后,我们可以通过绘制频谱图来展示信号的频谱特征。

频谱图以频率为横轴,幅度为纵轴,可以直观地显示信号在不同频率上的分量强度。

通过对频谱图的分析,我们可以了解信号的频域特征,比如信号的主要频率成分、频谱的分布情况等。

总之,FFT是一种常用的频谱分析算法,能够将时域信号转换为频域信号,并通过绘制频谱图展示信号在不同频率上的分量强度。

应用FFT实现信号频谱分析

应用FFT实现信号频谱分析

应用FFT实现信号频谱分析一、快速傅里叶变换(FFT)原理快速傅里叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的算法,它通过将信号分解为不同频率的正弦波的和,来实现频谱分析。

FFT算法是一种高效的计算DFT(离散傅里叶变换)的方法,它的时间复杂度为O(nlogn),在实际应用中得到广泛使用。

二、FFT算法FFT算法中最基本的思想是将DFT进行分解,将一个长度为N的信号分解成长度为N/2的两个互为逆序的子信号,然后对这两个子信号再进行类似的分解,直到分解成长度为1的信号。

在这一过程中,可以通过频谱折叠的性质,减少计算的复杂度,从而提高计算效率。

三、FFT实现在实际应用中,可以使用Matlab等软件来实现FFT算法。

以Matlab 为例,实现FFT可以分为以下几个步骤:1.读取信号并进行预处理,如去除直流分量、归一化等。

2. 对信号进行FFT变换,可以调用Matlab中的fft函数,得到频域信号。

3.计算频谱,可以通过对频域信号进行幅度谱计算,即取频域信号的模值。

4.可选地,可以对频谱进行平滑处理,以降低噪音干扰。

5.可选地,可以对频谱进行归一化处理,以便于分析和比较不同信号的频谱特性。

四、应用1.音频处理:通过分析音频信号的频谱,可以实现音频特性的提取,如频率、振幅、共振等。

2.图像处理:通过分析图像信号的频谱,可以实现图像特征的提取,如纹理、边缘等。

3.通信系统:通过分析信号的频谱,可以实现信号的调制解调、频谱分配等功能。

4.电力系统:通过分析电力信号的频谱,可以实现电力质量分析、故障检测等。

总结:应用FFT实现信号频谱分析是一种高效的信号处理方法,通过将时域信号转换为频域信号,可以实现对信号频谱特性的提取和分析。

在实际应用中,我们可以利用FFT算法和相应的软件工具,对信号进行频谱分析,以便于进一步的研究和应用。

应用FFT对信号进行频谱分析

应用FFT对信号进行频谱分析

应用FFT对信号进行频谱分析FFT(快速傅里叶变换)是一种将时域信号转换为频域信号的有效算法。

它通过将信号分解成一系列频率成分来实现频谱分析。

频谱分析是对信号中不同频率分量的定性和定量分析。

它在许多领域中具有广泛的应用,例如通信、音频处理、图像处理等。

FFT算法通过将信号从时域转换到频域,将连续信号转化为以频率为参量的离散信号,在频率域中对信号进行分析。

FFT算法的核心思想是将一个N点的复数序列转换为具有相同N点的复数序列,该序列表示信号的频谱。

FFT算法具有快速计算的特点,可以大大提高计算效率。

在实际应用中,首先需要将信号进行采样。

采样是指以一定的频率对信号进行测量。

采样定律表明,为了准确恢复信号的频谱,采样频率必须大于信号中最高频率的两倍。

在采样完成后,就可以对采样信号应用FFT算法进行频谱分析。

首先,将采样信号与一个窗函数进行截断。

窗函数是用于减小采样信号端点带来的频谱泄漏的一种方法。

然后,使用FFT算法将截断的采样信号转换为频谱。

FFT计算的结果是一个具有幅度和相位的复数序列。

通常,我们只关心幅度谱,表示信号在不同频率上的强度。

可以通过取幅度谱的绝对值来获得幅度。

在频域中,可以对信号的频率成分进行分析和处理。

频谱分析可以帮助我们了解信号中的频率成分、频率分布和频率特征。

例如,通过FFT分析音频信号,可以获得不同频率的音调、音乐节奏等信息。

除了频谱分析,FFT还可以应用于其他信号处理任务,如滤波、信号压缩等。

在滤波中,可以通过将信号和一个滤波器的频谱进行乘法来实现频域滤波。

在信号压缩中,可以通过保留频域信号的主要频率成分来减小信号的数据量。

总结起来,FFT是一种常用的信号处理方法,可以通过将信号从时域转换到频域进行频谱分析。

通过FFT,可以获得信号在不同频率上的强度信息,并进行进一步的信号处理和分析。

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课程设计任务书(指导教师填写)课程设计名称微机应用技术课程设计学生姓名专业班级设计题目心电信号的频谱分析-FFT分析一、课程设计目的1.了解心电信号的特点;2.熟悉MATLAB程序设计方法;3.理解频谱分析的作用和相关概念;二、设计内容、技术条件和要求1.采样点数N=1000,采样频率f=360HZ 和 100HZ;2.利用Matlab软件对心电信号进行时域分析(包括均值,方差,标准差,峰峰值,极大值和极小值)和频域分析(FFT),其中涉及的参数根据需要自主选择;三、时间进度安排第1周:查阅资料;第2周:实现设计内容第3周:整理资料,撰写课程设计任务书四、主要参考文献参考《模拟电子技术》、《Matlab信号处理与应用》和《医学仪器》教材指导教师签字:年月日目录摘要···············错误!未定义书签。

引言···············错误!未定义书签。

一、心电信号的特点········错误!未定义书签。

二、 MATLAB软件介绍········错误!未定义书签。

三、心电信号的分析方法 (6)3.1时域分析 (6)3.2频域分析 (6)3.3 FFT分析 (7)四、心电信号的Matlab实现 (9)4.1 Matlab编程实现 (9)4.2 Matlab时域分析结果 (10)4.3 Matlab频域分析结果·······错误!未定义书签。

心得体会 (12)参考文献 (13)摘要本次课程设计介绍了一种运用信号系统知识和MATLAB 相结合的思想,设计出用傅里叶变换分析MIT-BIH心电数据库的心电信号的方法。

运用该方法既能简便的对心电信号进行分析,又能把所学知识应用于解决实际问题。

该方法简单易懂,能加深初学者对傅里叶变换的理解,并且可以得到许多有用的信息,对于诊断疾病有非常重要的参考价值。

关键字:心电信号 Matlab 傅里叶变换引言美国麻省理工学院提供的MIT-BIH数据库是一个权威性的国际心电图检测标准库,近年来应用广泛,为我国的医学程界所重视。

MIT-BIH数据库共有48个病例,每个病例数据时长30min,共116000多个心拍,包含有正常心拍和异常心拍,内容丰富完整,为了读取方便,采用txt格式的数据文件作为我们的原心电信号数据。

利用Matlab提供的textread函数,读取txt数据文件中的信号,并还原为实际波形。

本设计课题主要研究数字心电信号的初步分析及matlab应用。

通过完成本课题的设计,主要达到以下几个目的:(1)了解MATLAB软件的特点和使用方法,熟悉基于了解人体心电信号的时域特征和频谱特征;(2)进一步了解数字信号的分析方法;(3)通过本课题的设计,培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。

一、心电信号的特点心电信号属生物医学信号,具有如下特点:(1)信号具有近场检测的特点,离开人体表微小的距离,就基本上检测不到信号;(2)心电信号通常比较微弱,至多为mV量级;(3)属低频信号,且能量主要在几百赫兹以下;(4)干扰特别强。

干扰既来自生物体内,如肌电干扰、呼吸干扰等;也来自生物体外,如工频干扰、信号拾取时因不良接地等引入的其他外来串扰等;(5)干扰信号与心电信号本身频带重叠(如工频干扰等)。

二、 MATLAB软件介绍MATLAB是矩阵实验室的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

MATLAB是由美国MathWorks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。

它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。

MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单元是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解决问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点。

在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++,JAVA的支持。

可以直接调用,用户也可以将自己编写的使用程序导入到MATLAB 函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用。

三、心电信号分析方法按照信号与系统问题可以分为两大类基本分析方法:时域分析方法和频域分析方法。

两种方法各有不同,互相补充。

3.1 时域分析时域分析方法是对连续信号进行采样、量化和编码形成离散的二进制数字序列,再采用数字信号处理技术进行处理。

信号的采样过程如果满足一定条件,那么得到的这种离散的二进制序列在形状特征以及内在属性上完全可替代原连续信号,只是这样方便人们分析处理信号并提取有用信息。

对心电信号进行的时域处理通常包括信号的均值,方差,标准差,峰峰值,极大值和极小值六种。

3.2 频域分析离散系统的频域分析就是研究离散信号通过离散系统以后在频谱结构上所产生的变化,为此首先必须了解描述离散系统频率特性的有关特征量。

信号的有些信息在用空域分析是得不到的,而如果用频域分析方法的话,可以得到其中许多有价值的信息。

3.3 FFT 分析有限长序列可以通过离散傅里叶变换(DFT)将其频域也离散化成有限长序列,但其计算量太大,很难实时地处理问题,因此引出了快速傅里叶变换(FFT)。

快速傅氏变换(FFT )是离散傅氏变换的快速算法,它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性,对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。

它对傅氏变换的理论并没有新的发现,但是对于在计算机系统或者说数字系统中应用离散傅立叶变换,可以说是进了一大步。

根据对序列分解与选取方法的不同而产生了FFT 的多种算法,基本算法是基2DIT 和基2DIF 。

设x(n)为N 项的复数序列,由DFT 变换,任一X (m )的计算都需要N 次复数乘法和N-1次复数加法,而一次复数乘法等于四次实数乘法和两次实数加法,一次复数加法等于两次实数加法,即使把一次复数乘法和一次复数加法定义成一次“运算”(四次实数乘法和四次实数加法),那么求出N 项复数序列的X (m ),即N 点DFT 变换大约就需要2N 次运算。

当N=1024点甚至更多的时候,需要N2=1048576次运算,在FFT 中,利用WN 的周期性和对称性,把一个N 项序列(设N=2k,k 为正整数),分为两个N/2项的子序列,每个N/2点DFT 变换需要()22N 次运算,再用N 次运算把两个N/2点的DFT 变换组合成一个N 点的DFT 变换。

这样变换以后,总的运算次数就变成()22222N N N N +=+。

继续上面的例子,N=1024时,总的运算次数就变成了525312次,节省了大约50%的运算量。

而如果我们将这种“一分为二”的思想不断进行下去,直到分成两两一组的DFT运算单元,那么N点的DFT变换就只需要Nlog次的运算,N在1024点时,运算量仅有10240次,N2是先前的直接算法的1%,点数越多,运算量的节约就越大,这就是FFT的优越性。

FFT是离散傅立叶变换的快速算法,可以将一个信号变换到频域。

有些信号在时域上是很难看出什么特征的,但是如果变换到频域之后,就很容易看出特征了。

这就是很多信号分析采用FFT变换的原因。

另外,FFT可以将一个信号的频谱提取出来,这在频谱分析方面也是经常用的。

一个模拟信号,经过ADC采样之后,就变成了数字信号。

采样得到的数字信号,就可以做FFT变换了。

N个采样点,经过FFT之后,就可以得到N个点的FFT结果。

为了方便进行FFT运算,通常N取2的整数次方。

假设采样频率为Fs,信号频率F,采样点数为N。

那么FFT之后结果就是一个为N点的复数。

每一个点就对应着一个频率点。

这个点的模值,就是该频率值下的幅度特性。

假设原始信号的峰值为A,那么FFT的结果的每个点(除了第一个点直流分量之外)的模值就是A的N/2倍。

而第一个点就是直流分量,它的模值就是直流分量的N倍。

而每个点的相位就是在该频率下的信号的相位。

如果要要提高频率分辨率,就需要增加采样点数,也即采样时间。

频率分辨率和采样时间是倒数关系。

四、心电信号的 Matlab实现4.1 Matlab编程实现clear;close all;%时域分析z=textread('e:\ECG.txt');ECG1=z(:,2); %取第二列作为分析数据A=ECG1(1:1000);fprintf('\n数据基本信息:\n')fprintf('最小值=%7.3f\n',min(A))fprintf('平均值=%7.3f\n',mean(A))fprintf('最大值=%7.3f\n',max(A))fprintf('标准方差=%7.3f\n',std(A))fprintf('峰峰值=%7.3f\n',max(A)-min(A))fprintf('方差=%7.3f\n',exp(std(A)))figure;plot(z(1:1000),A);xlabel('时间(s)');ylabel('幅值');title('原始信号(时域)');grid on; %画出分格线%频域分析ECG1=z(:,2);x=ECG1(1:1000);y=fft(x,1000); %做1000点傅里叶变换mag=abs(y);f=2*pi/1000:2*pi/1000:2*pi; %长度为1000的采样点列向量figure;plot(f,mag);%做频谱图axis([0,7,0,100]); %设定坐标范围xlabel('频率(100Hz)');ylabel('幅值');title('心电幅频谱图 N=1000');grid on;4.2 Matlab时域分析结果数据基本信息:最小值= -0.935平均值= -0.054最大值= 2.945标准方差= 0.580峰峰值= 3.880方差= 1.7864.3 Matlab频域分析结果心得体会课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。

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