Matlab的正弦波相位谱

Posted 2023-02-25

【中文标题】Matlab的正弦波相位谱

【英文标题】：Phase spectrum of sine wave with Matlab

【发布时间】：2013-09-26 11:40:14

【问题描述】：

我正在尝试使用 Matlab 绘制正弦波的相位谱。下面我附上代码，由于缺乏声誉，我无法附上图表。由于幅度谱似乎很好，相位谱似乎不正确，就像噪音一样。你知道为什么吗？

clear all;

fs=8000;
l=1000;
t=1/fs*(1:l);

x1=sin(2*pi()*1000*t);
spec_x1=fft(x1,1000);
magnitude=2*abs(spec_x1)/l;
phase=angle(spec_x1)*180/pi;

figure
plot(fs/2*linspace(0,1,500),magnitude(1:500));
title('Magnitude spectrum');
xlabel('F[Hz]');
ylabel('Magnitude');

figure
plot(fs/2*linspace(0,1,500),phase(1:500));
title('Phase spectrum');
xlabel('F[Hz]');
ylabel('Phase [degrees]');

【参考方案1】：

当幅度如此之低时，频率分量的相位是不明确的（并且毫无意义）。尝试随机更改每个频谱分量的相位，转换回时域（使用ifft），您仍然可以恢复正弦曲线。

【讨论】：

非常感谢。那是个问题。我还有一个问题：我制作的信号是四个正弦曲线的总和：x1=sin(2*pi()*1000*t); x2=sin(2*pi()*2000*t); x3=cos(2*pi()*3000*t); x4=sin(2*pi()*3500*t); x5=x1+x2+x4+x3; 当我绘制 x5 的幅度谱时，我收到了四个峰值。其中三个具有相同的值 = 1，但第四个（对于 3500Hz）具有大约 0.65 的值。什么原因？它们不应该具有相同的值，因为正弦波的幅度相同吗？

当您将正弦波频率提高到 4000 Hz（奈奎斯特率）时，正弦波的表示不太准确，这会导致在更广泛的频谱分量中出现能量“拖尾”。请注意，随着峰值变低，附近的组件具有增加的幅度。正弦曲线的总能量是相同的，但由于其不太准确的表示，它会通过更多的频率。如果您plot (t,x4) 并放大，您会发现这种不准确之处。换句话说，正弦曲线的一部分被转化为噪声，您可以在频率图中看到该噪声频谱。