1 基本定义
Welch功率谱密度估计是一种基于信号分段平均的频谱估计方法,它可以对时域信号进行频谱分析,得到信号在不同频率上的能量分布。Welch功率谱密度估计在信号处理、通信、声学等领域得到广泛应用,相比于传统的频谱估计方法,它具有更好的计算效率和估计精度。 Welch功率谱密度估计的步骤如下:
- 给定一个长度为N的时域信号x(n)。
- 将信号分成L个段,每段长度为M,相邻两段有M/2个样本重叠。
- 对每个段进行加窗、FFT等预处理操作,得到每个段的频域表示。
- 对每个段的频域表示进行幅度平方运算,得到每个段的功率谱密度估计值。
- 对所有段的功率谱密度估计值进行平均操作,得到信号的平均功率谱密度估计值。 Welch功率谱密度估计的优点是具有较好的计算效率和估计精度,对于信号存在的谐波等非线性成分也有较好的估计效果,同时对于信号的高阶谐波等较高阶成分的估计效果也较好。缺点是该方法需要对信号进行分段处理,因此对于信号变化较快的情况下可能会引入估计误差。
2 定义和出图效果
附出图效果如下:
![](https://cdn.2zimu.com/mbd_file_MjA0OTg4MF80NDIyODVfMTY4NDQ4ODc0MjY0MF8xNjg0NDg4NzQyNjQw.png)
![](https://cdn.2zimu.com/mbd_file_MjA0OTg4MF80NDIyODVfMTY4NDQ4ODc1MDAxM18xNjg0NDg4NzUwMDE1.png)
附视频教程操作: