Когда спектр сигнала меняется во времени (например, в ЛЧМ-сигналах), классическое БПФ за весь интервал наблюдения даёт лишь усреднённую картину и не позволяет увидеть эволюцию частотного состава. Решение — использовать STFT (Short-Time Fourier Transform).
В новом проекте сообщества подробно разобрана реализация STFT в Engee с помощью блоков библиотеки EngeeDSP и инструментов интерактивной визуализации.
Структура модели и ключевые параметры:
1️⃣Генерация комплексного ЛЧМ-сигнала: подсистема Complex_LFM формирует сигнал с линейно возрастающей частотой.
2️⃣Фильтрация: спроектированный в интерактивном «Редакторе цифровых фильтров» ФНЧ ограничивает полосу сигнала.
3️⃣Подготовка кадров: блок Buffer накапливает отсчёты в векторы длиной 1024 элемента.
4️⃣Оконная обработка: к каждому вектору применяется окно Хэмминга для подавления боковых лепестков.
5️⃣БПФ и постобработка:
• Вычисляется БПФ (блок FFT) длиной 1024,
• Выделяется первая половина спектра (положительные частоты),
• Вычисляется модуль комплексного вектора в dBm и кадр записывается в переменную.
Два подхода к визуализации:
➡️ В динамике во время симуляции:
модель настроена так, что 1 секунда расчёта соответствует 1 секунде реального времени. Это позволяет, открыв окно «Визуализация сигналов», наблюдать в реальном времени:
🔹Осциллограммы комплексного сигнала (I/Q компоненты).
🔹Промежуточные «кадры» спектра на выходе пользовательской цепи обработки (тип отображения «Кадр во временной области»).
🔹Изменение спектра ЛЧМ-сигнала до и после фильтра с помощью встроенного анализатора спектра (отображение «Сигналы в частотной области»).
➡️ Программное построение спектрограммы:
после симуляции все накопленные кадры спектра собираются скриптом в матрицу размером [512 x N], где N — число кадров. Далее строится трёхмерная поверхность (частотно-временная спектрограмма) с помощью функции surface.
Что это даёт?
Проект демонстрирует, как комбинация готовых блоков EngeeDSP, интерактивных инструментов проектирования фильтров и гибкости расчётной среды Engee превращает сложную задачу анализа нестационарных сигналов в эффективное и наглядное исследование.
🔗 Описание, скрипт и саму модель для воспроизведения можно найти здесь: EngeeDSP: спектрограмма комплексного сигнала
🎓 Школа моделирования уже стартовала!
🧑💻 Расписание бесплатных тренингов