# fft and octave computing

**Repository Path**: wrandz/fft-and-octave-computing

## Basic Information

- **Project Name**: fft and octave computing
- **Description**: 绘制频谱图及频域倍频程计算
- **Primary Language**: Matlab
- **License**: Apache-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 3
- **Forks**: 1
- **Created**: 2022-08-20
- **Last Updated**: 2025-11-16

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# fft and octave computing

## 介绍
计算测量信号的频谱、功率谱、功率谱密度和倍频程结果。

## fft demo

#### 目的：

使用扬声器播放1kHz纯音，用BBM测量，比较PAK软件和程序绘制的频谱图，两者一致。

#### 数据来源及参数

- 采样频率Fs=16384Hz，Amp_1_Bits_32.mat文件数据格式663552x3，测量时长663552/16384=40.5s，3个通道；
- b站视频：【PAK软件操作】 https://www.bilibili.com/video/BV14V4y1k7mx/?share_source=copy_web&vd_source=31a15d87ec853c70731096b14f3bec46

#### 使用方法

运行main_fft程序，分别得到500-2500Hz通道1、2、3的频谱图，与PAK出图比较如下：

|          |                           channel1                           |                           channel2                           |                           channel3                           |
| :------: | :----------------------------------------------------------: | :----------------------------------------------------------: | :----------------------------------------------------------: |
| 程序出图 | <img src="/chan1_fft.png" alt="chan1_fft" style="zoom:50%;" /> | <img src="/chan2_fft.png" alt="chan2_fft" style="zoom:50%;" /> | <img src="/chan3_fft.png" alt="chan3_fft" style="zoom:50%;" /> |
| PAK出图  | <img src="/chan1_PAK.png" alt="chan1_PAK" style="zoom: 33%;" /> | <img src="/chan2_PAK.png" alt="chan2_PAK" style="zoom:33%;" /> | <img src="/chan3_PAK.png" alt="chan3_PAK" style="zoom:33%;" /> |

程序结果与软件结果一致。

## octave demo

#### 目的：

计算两组噪声测试数据的A计权1/3倍频程谱，并对比。

#### 数据来源及参数

- 某机电产品的实测噪声数据，使用吸声棉来降低高频噪声。test1.mat 工况，未加吸声棉；test2.mat 工况，添加吸声棉（20210712xxx实验吸声棉效果测试）；
- 采样频率Fs=16384Hz，test1.mat文件数据格式3911494x2，测量时长3911494/16384=238.7s，2个通道；test2.mat文件数据格式3917267x2，测量时长3917267/16384=239.1s，2个通道；

#### 使用方法

运行main_octave程序，分别得到1-4kHz通道1、2的倍频程谱对比结果，如下：

|          |               channel1               |               channel2               |
| :------: | :----------------------------------: | :----------------------------------: |
| SPLband  |     ![test1_test2_chan1_oct](/test1_test2_chan1_oct.png)     |     ![test1_test2_chan2_oct](/test1_test2_chan2_oct.png)     |
| sumLevel | 无吸声棉：68.8924；有吸声棉：62.3466 | 无吸声棉：68.8212；有吸声棉：62.8376 |

## psd demo

#### 目的：

若信号不是谐波信号，而是宽带信号，则需要计算其功率谱或功率谱密度。

main_psd，加窗傅里叶变换之后，使用能量恢复系数，保持总的平均功率不变。

main_psd_welch，加窗傅里叶变换之后，恢复每个频点的真实功率值，和pwelch函数计算结果一致。

具体应用中选取哪种psd计算方法，看应用需求。

个人看法：当信号由强谐波成分+宽带底噪构成，使用main_psd_welch，可以查看分析频率处的真实功率值，此时相当于main_fft；
当信号不存在明显谐波成分，使用main_psd，可以整体地查看能量在频率轴上的分布。

#### 数据来源及参数

来源于 octave demo 的数据。

#### 使用方法

运行main_psd_welch程序，可以计算功率谱或功率谱密度。程序结果与MATLAB的pwelch函数结果一致。

|          |               main_psd_welch计算结果               |               pwelch计算结果               |
| :------: | :----------------------------------: | :----------------------------------: |
| psd转为SPL  |     ![test1_chan1_psd_welch](/test1_chan1_psd_welch.png)     |     ![test1_chan1_pwelch](/test1_chan1_pwelch.png)     |