信号频率解析

miracleXue

请问给定一段信号，信号在不同时间段频率不同，每个段都需要解析出频率（已经定好协议）
举例：
总信号分为A+B+C三段，各段持续时间大约1ms。
A段：20000hz  代表含义1
        20025hz   代表含义2
        20050hz   代表含义3
        。。。。以此类推
B段：类似A段
C段：类似A段

目前思路：
对收到的信号做短时FFT，即STFT
遇到的问题：A段频率分辨率要达到25hz，需要FFT的总采样长度是1/25 = 40ms，但A段的信号时间才1ms，所以FFT无法满足分辨率要求。

经过查询资料，有看到小波变换和希尔伯特 黄变换，这两个都可以做到时频分析，但是我不确定频率分辨率能否达到要求。

请教大神，这个方案应该如何做？

regbbs

如果是方波，直接用定时器捕捉后计算频率。
如果是其他波形看看能不能整成方波，再捕捉后计算频率，
或者直接通过两次捕捉的信号之间的间隔判断就可以，类似于用定时器捕捉捕获红外遥控器的信号。

miracleXue

regbbs 发表于 2022-6-14 15:30
如果是方波，直接用定时器捕捉后计算频率。
如果是其他波形看看能不能整成方波，再捕捉后计算频率，
或者 ...

接受端用运放将信号放大，但是可能也会将噪声放大。所以这种方式统计出来的方波次数可能会有一定偏差。
另外这种方式对信号的伏值又要求。

庄永

小波分析了解一下

miracleXue

庄永 发表于 2022-6-14 15:59
小波分析了解一下

您好  小波分析的频率分辨率能达到这个要求吗

庄永

miracleXue 发表于 2022-6-14 16:01
您好  小波分析的频率分辨率能达到这个要求吗

没问题

miracleXue

庄永 发表于 2022-6-14 16:03
没问题

具体怎么实现  我看了arm_cortexM4lf_math.lib没有小波变换

庄永

miracleXue 发表于 2022-6-14 16:11
具体怎么实现  我看了arm_cortexM4lf_math.lib没有小波变换

小波变换应该得自己实现，官方DSP库好像是没有的。官方DSP硬汉大佬玩的很溜，你可以咨询一下他看看有没有。

miracleXue

庄永 发表于 2022-6-14 18:29
小波变换应该得自己实现，官方DSP库好像是没有的。官方DSP硬汉大佬玩的很溜，你可以咨询一下他看看有没有 ...

谢谢。请问从理论上来讲，小波变换是如何达到频域分辨率要求的，即1ms的信号的时长，变换后能达到几hz的分辨率

庄永

miracleXue 发表于 2022-6-15 09:51
谢谢。请问从理论上来讲，小波变换是如何达到频域分辨率要求的，即1ms的信号的时长，变换后能达到几hz的 ...

我理解你的意思了，你意思是说1ms数据量做变换。如果这样的话估计不行。

miracleXue

庄永 发表于 2022-6-15 10:26
我理解你的意思了，你意思是说1ms数据量做变换。如果这样的话估计不行。

谢谢，那希尔伯特 黄变换这种能达到需求吗

庄永

miracleXue 发表于 2022-6-15 11:04
谢谢，那希尔伯特 黄变换这种能达到需求吗

所有变换的前提应该都是有数据源支持作为前提

小黄蜂

Hibert变换下1ms差不多可以，对信号质量要求很高。仿真的话10ms基本上可以做到0.01Hz，实际FPGA上板测试收到很到限制100ms做到了0.01Hz精度。可以看我之前发的贴。

miracleXue

小黄蜂 发表于 2022-6-20 11:04
Hibert变换下1ms差不多可以，对信号质量要求很高。仿真的话10ms基本上可以做到0.01Hz，实际FPGA上板测试收 ...

谢谢大佬
请问是这个吗
“给自己回复一下，经过这几天疯狂的资料查询和同事讨论，目前看来通过hibert或者正交下变频转换成I/Q信号，然后求取相位，记录相位周期和相位角应该是可以的”
大我有几个问题啊：
1、Hibert变换我不太了解，这个代码实现起来难不难啊
2、1ms的数据做Hibert变换，用stm32F4系列的单片机计算，能在1ms内完成吗？
3、您说的FPGA是硬件来实现Hibert变换吗？
感谢你！

小黄蜂

miracleXue 发表于 2022-6-21 10:05
谢谢大佬
请问是这个吗
“给自己回复一下，经过这几天疯狂的资料查询和同事讨论，目前看来通过hibert或 ...

1,不难，fir滤波器实现带入Hibert系数。
2，单片机的不是很清楚，我是做的FPGA全是数据流。

miracleXue

小黄蜂 发表于 2022-6-29 11:29
1,不难，fir滤波器实现带入Hibert系数。
2，单片机的不是很清楚，我是做的FPGA全是数据流。

谢大佬   FPGA来实现的话  处理的延时大不大，能做到近乎实时的频率测定吗

小黄蜂

频率测定是需要时间的，要足够的样本量。我觉的你需要的不是频率吧。
看下FSK的调制解调，你这个像是3FSK换个思路吧。

miracleXue

小黄蜂 发表于 2022-7-1 10:09
频率测定是需要时间的，要足够的样本量。我觉的你需要的不是频率吧。
看下FSK的调制解调，你这个像是3FSK: ...

发射端协议已经规定好了就是一连串的方波，接收端要在里面解析出来delta=25hz的一些频率值，每个频率值代表特定含义。
感觉FSK跟这个不想关呀

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miracleXue 发表于 2022-7-5 14:34
发射端协议已经规定好了就是一连串的方波，接收端要在里面解析出来delta=25hz的一些频率值，每个频率值代 ...

接收端是方波吗？或者几乎是？
既然是这样的话，为啥弄那么复杂，直接随便一个测宽方案不就行了？差了几十赫兹了呢，而且都1ms左右时间了，哪怕中断后测宽都来得及吧？