如何在Excel中地震波数据转换为使用过滤和采样傅里叶谱

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Changhyun金 2022年8月12日

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//www.tianjin-qmedu.com/matlabcentral/answers/1778360-how-to-convert-the-seismic-wave-data-in-excel-to-fourier-spectrum-using-filtering-and-sampling

评论道: 威廉•罗斯 2022年8月12日

答:接受威廉•罗斯

鉴于信息

时域信号文件:庆州(USN)。xlsx(附加)
采样率(频率):100 hz
在g加速度值(9.81米/秒^ 2)

我想把地面加速度数据的Excel文件附加到频率(赫兹)在水平轴和垂直轴上的大小通过执行FFT在MATLAB。

同时,它必须情节只有奈奎斯特频率。我。e 100样本(0 ~ 50赫兹)

此外,我需要原始数据的傅里叶谱和傅里叶频谱过滤100示例地震波数据上执行FFT 20 hz低通滤波器。换句话说,我需要100个样本(过滤、0 ~ 20 hz)傅里叶谱和100年样本(生,0 ~ 50 hz)傅里叶谱。

这次地震的主要频率应该是6到10赫兹。

我想100年的傅里叶谱样本(过滤、0 ~ 20 hz)和100年样本(生,0 ~ 50赫兹)的附加jpg文件。我尝试但失败了

对不起,我会感激你的帮助。请,帮我

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威廉•罗斯 2022年8月12日

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编辑:威廉•罗斯 2022年8月12日

@Changhyun金。,

【编辑:我调整了频域滤波过滤X关于奈奎斯特频率的对称。这并不会影响显示的阴谋,因为只显示上升到奈奎斯特频率的阴谋。然而,它的好处是:如果你Xfilt invese FFT,你将得到一个真正的结果,将欲望。)

                              数据= xlsread (“庆州(MKL) .xlsx”);
                             
                              N =长度(数据);
                             
                              t =数据(:1);%向量的(s)
                             
                              x =数据(:,2);%向量的值
                             
                              dt = (t(结束)- t (1)) / (n - 1);%采样间隔(s)
                             
                              fs = 1 / dt;
                             
                              df = fs / N;
                             
                              f = (0: n - 1) * df;%向量的频率(赫兹)
                             
                              X = fft (X);%计算FFT (x)
                             
                              % %阴谋的结果
                             
                              情节(f、abs (X)“- b”)
                             
                              包含(的频率(赫兹));ylabel (“X (f) | |”);
                             
                              网格在
                             
                              xlim ([0, fs / 2]);

这是unfiiltered地震记录的振幅谱。你可以告诉通过检查th情节,如果我们滤波器频率高于20 Hz,它不会是这样,占主导地位的频率是6 - 10赫兹。的能量似乎从1到16赫兹,而广泛传播(ssuming上面的部分20 Hz过滤)。您可以过滤在频域或时域。在频域滤波是容易,一旦你有了FFT:简单地设置频率高于20赫兹的FFT为零。

Xfilt = X;

Xfilt (> 20 & f < (fs-20)) = 0;

持有在;情节(f、abs (Xfilt),“- r”);

传奇(“Unfilt”。,“过滤”);

试试。

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Changhyun金 2022年8月12日

编辑:Changhyun金 2022年8月12日

try.PNG

@William玫瑰

编码我写下现在有错误的振幅,但图的形状是相同的。

。

clc;清晰;

数据= xlsread ( “庆州(USN) .xlsx” );

t =数据(:1);

dt =意味着(diff (t));

fs = 1 / dt;

y =数据(:,2);

情节(t、y);

Y = fft (Y);

F = abs (Y);

次要情节(1,1)

情节(F);

n =长度(F)

次要情节(1、2)

F1 = F (1: n / 2)

情节(F1);

次要情节(3、1,3)

F2 = F1 / (n / 2)

f = (1: n / 2) / (dt * n)

情节(f, F2);

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答案(1)

威廉•罗斯 2022年8月12日

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seismogramFFT2.m

@Changhyun金 ,

在你发布的脚本,生成第一情节被生成第二个情节你书写过度。添加一个“图”命令之前,第二个情节将解决这个问题。

你和三个板生成的阴谋,但JPEG 3痕迹在一个阴谋。你想要哪一个?

我附加的脚本生成一个时域阴谋。这个情节是覆盖在你的脚本中,我添加了标签。也生成一个图有两个振幅谱在单一情节,如JPEG)提供。两个光谱过滤100赫兹的信号和100赫兹的信号,过滤在20 Hz。

我将讨论重采样,我将添加resamled信号的FFT的情节,在一个评论。

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威廉•罗斯 2022年8月12日

编辑:威廉•罗斯 2022年8月12日

seismogramFFT3.m

(编辑:忘了附加脚本。)

上面的脚本我发布生成两个情节,如下所示:

第三个情节在JPEG的振幅谱信号采样20 Hz。采样信号在20赫兹时,必须先删除频率高于奈奎斯特频率(

),以避免混叠。我试着使用Matlab的重新取样(),它有一个内置的defualt算法以减少混叠,但我并不快乐iwth结果——太多的混叠。因此我过滤信号重采样。我选择使用filtfilt 6杆巴特沃斯()。我选择filtfilt(),因为它零相位频率,(因此)并没有引入一个时间延迟。是一个单独的讨论的主题或阅读。我宁愿oversample,即低通滤波,然后样品在截止频率的4到5倍。这给了我信心,不会出现混叠采样信号。但你发布的JPEG 20赫兹样本信号频谱显示significnat力量约9赫兹,非常接近奈奎斯特频率的10赫兹。因此,在脚本中,我选择8赫兹的抗混叠滤波器的截止频率。 This is closer to the Nyquist frequency than I would normally choose. The script generates the figures below. NOte that the second image is quite similar to the JPEG in your posting.