Algorithm · 频域分析频域分析

频谱图(时频分析)(DSP 数字信号处理)

Spectrogram (STFT) — DSP Digital Signal Processing

对信号分帧做 FFT 并按时间排列,得到"时间—频率—能量"三维表示。

01

定义

对信号分帧做 FFT 并按时间排列,得到"时间—频率—能量"三维表示。

02

公式与计算

S(t, f) = |STFT{x}(t, f)|² STFT:加窗分帧后逐帧 FFT,帧移 < 窗长
03

适用时机

非平稳信号分析(启停机、冲击事件、鸟鸣、地震事件)。 落到 DSP(定点 MCU/DSP 芯片)时需将浮点算法转定点,滤波器用级联/查表,窗长与系数按内存与实时预算裁剪。

04

关键参数

窗长(决定时间—频率分辨率权衡)、帧移、窗函数;DSP 版本关注 Q 格式定标、循环展开与指令周期,需在样本集上复验定点误差。

05

注意事项

失效与边界窗长越长频率分辨率越高但时间分辨率越低——这是不可回避的权衡。 DSP 实现以循环展开与查表提升吞吐,定点误差须用浮点参考比对并留出裕量。
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