MATLAB | 频谱分析算法 | Welch功率谱密度估计 | 附数据和出图代码 | 直接上手

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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：

1. 给定一个长度为N的时域信号x(n)。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 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：

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