matlab中pwelch函数的功率谱结果还需要修正吗？

menmen · 发表于 2012-10-22 21:43

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   最近用pwelch函数做信号功率谱，发现窗长的改变影响pwelch函数结果中的线谱幅度，例如：生成一个正弦信号，用pwelch函数求出正弦信号的功率谱，当改变fft长度（即窗长）时，正弦的线谱幅度也会随之改变。这使我对pwelch函数的准确性产生质疑。
   个人理解，功率谱已经与时间长度无关了，功率是单位时间的能量嘛。
      因此想在这里提出以下问题：
      1）pwelch函数得到的功率谱结果是否还需要进一步修正？
      2）如果不再需要修正，那pwelch函数得到的功率谱幅值随fft窗长的改变而改变是正确的吗？其中的原因是什么？

zengwj0423 · 发表于 2012-10-25 22:45

我也关注这个问题，但也一直未得到解决，pwelch计算功率谱比较复杂，利用调用许多子函数而来的，而以前的psd函数计算功率谱则比较简单，只是fft后的幅值平方，再根据窗函数的功率系数修正幅值后得到的。
不过许多情况下关心的是功率谱的相对幅值，绝对幅值不是很有意义

狗肉 · 发表于 2012-11-12 14:54

学习下····

huoran11 · 发表于 2012-11-12 23:28

pwelch的计算过程应该说还是比较简单的，和信号处理树上的推导一致，可以用fft实现一下，就是能量在频率范围内的平均，我认为可以代表谱密度的概念，应该是不需要修正的

但是让我很迷惑的是几种算法，在幅值上的巨大差异如：periodgram和直接进行fft都不同有点崩溃
clear all

clc

fs=8000;

t=0:1/fs:1-1/fs;

x=sin(2*pi*600*t)+cos(2*pi*1000*t);

%------------pwelch算法----------------

%已经做过用fft来做Pwelch可以做到完全一致

% nfft=1024;

% window=hamming(nfft);

% [Pxf]=pwelch(x,window,[],'onesided',nfft,fs);

% Px1=10*log10(Px);

% figure; plot(f,Px1);hold on

%-------FFT法-------------------------

nfft=8192;

nfft1=nfft/2+1;

N=length(x);

Pxx=abs(fft(x,nfft)).^2/N;

Pxx(1)=Pxx(1)/2;

Pxx(nfft1)=Pxx(nfft1)/2;

Pxx1=10*log10(Pxx);

f1=(1:length(Pxx))/nfft*fs;

figure;plot(f1(1:nfft1),Pxx1(1:nfft1),'r');holdon

grid on

%--------周期图-----------------------

window=boxcar(length(x));

[Pxx2 f2]=periodogram(x);

Pxx2=10*log10(Pxx2);

plot(f2/pi*fs/2,Pxx2,'g');

figure

error=Pxx1(1:nfft1).'-Pxx2;

plot(error);

清晨露珠 · 发表于 2013-1-24 16:20

zengwj0423 发表于 2012-10-25 22:45

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我也关注这个问题，但也一直未得到解决，pwelch计算功率谱比较复杂，利用调用许多子函数而来的，而以前的ps ...

您好！请问如何用matlab画功率谱图，地震动函数模型图，结构的抗震方面的，谢谢您啊！或者可以推荐下有关的书籍！祝您天天好心情！

zengwj0423 · 发表于 2013-1-25 10:57

清晨露珠发表于 2013-1-24 16:20

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您好！请问如何用matlab画功率谱图，地震动函数模型图，结构的抗震方面的，谢谢您啊！或者可以推荐下有关 ...

一般情况下直接用matlab自带的pwelch函数，也可以自己编程计算，功率谱其实就是幅值谱的平方，不过要注意一下多次平均，也没注意过地震方面相关书籍，不是这一行的

menmen · 发表于 2013-1-29 20:47

谢谢楼上各位的关注！期待有行家解答。

清晨露珠 · 发表于 2013-1-30 08:58

zengwj0423 发表于 2013-1-25 10:57

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一般情况下直接用matlab自带的pwelch函数，也可以自己编程计算，功率谱其实就是幅值谱的平方，不过要注意 ...

恩，好的，很高兴能够收到您的答复！对我很有帮助！谢谢！祝你一生好运相伴~！

Alexander817 · 发表于 2016-8-8 23:41

huoran11 发表于 2012-11-12 23:28
pwelch的计算过程应该说还是比较简单的，和信号处理树上的推导一致，可以用fft实现一下，就是能量在频率范 ...

大神，请问你们求完功率谱密度都不检验么？尤其是自功率谱是由自相关函数得到，所以红噪音检验需要吧？可是这个pwelch里并不涉及检验的输入和输出参数啊。

Pparis · 发表于 2016-8-9 08:15

清晨露珠发表于 2013-1-24 16:20
您好！请问如何用matlab画功率谱图，地震动函数模型图，结构的抗震方面的，谢谢您啊！或者可以推荐下有关 ...

参考这个
http://forum.vibunion.com/forum. ... =%B9%A6%C2%CA%C6%D7

hcharlie · 发表于 2016-8-9 09:39

本帖最后由 hcharlie 于 2016-8-9 09:55 编辑

menmen 发表于 2013-1-29 20:47
谢谢楼上各位的关注！期待有行家解答。

问题提了几年了，没有见到正确的回答！
问题错在什么地方呢？就错在用正弦函数去验证PSD。
PSD只是定义在稳态随机信号（白噪声）中；
正弦信号，周期信号没有PSD的定义，正弦信号的功率谱密度PSD在其频率上是无穷大，其它频率处是零，所以一做就错！

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[FFT] matlab中pwelch函数的功率谱结果还需要修正吗？

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