powerbw

Полоса пропускания мощности

свернуть все на странице

Синтаксис

bw = powerbw(x)
bw = powerbw(x,fs)
bw = powerbw(pxx,f)
bw = powerbw(sxx,f,rbw)
bw = powerbw(___,freqrange,r)
[bw,flo,fhi,power] = powerbw(___)
powerbw(___)

Описание

bw = powerbw(x) возвращает пропускную способность (на уровне половинной мощности) на 3 дБ, bw, из входного сигнала, x.

пример

bw = powerbw(x,fs) возвращает пропускную способность на 3 дБ в терминах частоты дискретизации, fs.

пример

bw = powerbw(pxx,f) возвращает пропускную способность на 3 дБ оценки степени спектральной плотности (PSD), pxx. Частоты, f, соответствуйте оценкам в pxx.

bw = powerbw(sxx,f,rbw) вычисляет пропускную способность на 3 дБ оценки спектра мощности, sxx. Частоты, f, соответствуйте оценкам в sxx. rbw пропускная способность разрешения, используемая, чтобы интегрировать каждую оценку степени.

bw = powerbw(___,freqrange,r) задает интервал частоты, на котором можно вычислить контрольный уровень. Этот синтаксис может включать любую комбинацию входных параметров от предыдущих синтаксисов, целый, вторым входным параметром является любой fs или f. Если второй вход передается, когда пустая, нормированная частота будет принята. freqrange должен лечь в целевой полосе.

Если вы также задаете r, функция вычисляет различие в частоте между точками, где спектр опускается ниже контрольного уровня r дБ или достигает конечной точки.

пример

[bw,flo,fhi,power] = powerbw(___) также возвращает нижние и верхние границы полосы пропускания мощности и степени в тех границах.

powerbw(___) без выходных аргументов строит PSD или спектр мощности в окне текущей фигуры и аннотирует пропускную способность.

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Сгенерируйте 1 024 выборки щебета, произведенного на уровне 1 024 кГц. Щебет имеет начальную частоту 50 кГц и достигает 100 кГц в конце выборки. Добавьте белый Гауссов шум, таким образом, что отношение сигнал-шум составляет 40 дБ.

nSamp = 1024;
Fs = 1024e3;
SNR = 40;

t = (0:nSamp-1)'/Fs;

x = chirp(t,50e3,nSamp/Fs,100e3);
x = x + randn(size(x))*std(x)/db2mag(SNR);

Оцените пропускную способность на 3 дБ сигнала и аннотируйте его на графике степени спектральной плотности (PSD).

powerbw(x,Fs)

ans = 4.4386e+04

Сгенерируйте другой щебет. Задайте начальную частоту 200 кГц, итоговую частоту 300 кГц и амплитуду, которая является дважды больше чем это первого сигнала. Добавьте белый Гауссов шум.

x2 = 2*chirp(t,200e3,nSamp/Fs,300e3);
x2 = x2 + randn(size(x2))*std(x2)/db2mag(SNR);

Конкатенация щебетов, чтобы произвести двухканальный сигнал. Оцените пропускную способность на 3 дБ каждого канала.

y = powerbw([x x2],Fs)
y = 1×2
104 ×

    4.4386    9.2208

Аннотируйте пропускную способность на 3 дБ двух каналов на графике PSDs.

powerbw([x x2],Fs);

Добавьте два канала, чтобы сформировать новый сигнал. Постройте PSD и аннотируйте пропускную способность на 3 дБ.

powerbw(x+x2,Fs)

ans = 9.2243e+04
Скрипт Open Live Script

Сгенерируйте 1 024 выборки синусоиды на 100,123 кГц, произведенной на уровне 1 024 кГц. Добавьте белый Гауссов шум, таким образом, что отношение сигнал-шум составляет 40 дБ. Сбросьте генератор случайных чисел для восстанавливаемых результатов.

nSamp = 1024;
Fs = 1024e3;
SNR = 40;
rng default

t = (0:nSamp-1)'/Fs;

x = sin(2*pi*t*100.123e3);
x = x + randn(size(x))*std(x)/db2mag(SNR);

Используйте periodogram функция, чтобы вычислить степень спектральную плотность (PSD) сигнала. Задайте окно Кайзера с той же длиной как сигнал и масштабный фактор 38. Оцените пропускную способность на 3 дБ сигнала и аннотируйте его на графике PSD.

[Pxx,f] = periodogram(x,kaiser(nSamp,38),[],Fs);

powerbw(Pxx,f);

Сгенерируйте другую синусоиду, этого с частотой 257,321 кГц и амплитудой, которая является дважды больше чем это первой синусоиды. Добавьте белый Гауссов шум.

x2 = 2*sin(2*pi*t*257.321e3);
x2 = x2 + randn(size(x2))*std(x2)/db2mag(SNR);

Конкатенация синусоид, чтобы произвести двухканальный сигнал. Оцените PSD каждого канала и используйте результат определить пропускную способность на 3 дБ.

[Pyy,f] = periodogram([x x2],kaiser(nSamp,38),[],Fs);

y = powerbw(Pyy,f)
y = 1×2
103 ×

    3.1753    3.3015

Аннотируйте пропускную способность на 3 дБ двух каналов на графике PSDs.

powerbw(Pyy,f);

Добавьте два канала, чтобы сформировать новый сигнал. Оцените PSD и аннотируйте пропускную способность на 3 дБ.

[Pzz,f] = periodogram(x+x2,kaiser(nSamp,38),[],Fs);

powerbw(Pzz,f);

Скрипт Open Live Script

Сгенерируйте сигнал, PSD которого напоминает частотную характеристику КИХ-фильтра полосы пропускания 88-го порядка с нормированными частотами среза 0.25π рад/выборка и 0.45π рад/выборка.

d = fir1(88,[0.25 0.45]);

Вычислите занимаемую полосу на 3 дБ сигнала. Задайте как контрольный уровень средняя степень в полосе между 0.2π рад/выборка и 0.6π рад/выборка. Постройте PSD и аннотируйте пропускную способность.

powerbw(d,[],[0.2 0.6]*pi,3);

Выведите пропускную способность, ее нижние и верхние границы и мощность полосы. Определение частоты дискретизации 2π эквивалентно отъезду сброса уровня.

[bw,flo,fhi,power] = powerbw(d,2*pi,[0.2 0.6]*pi);

fprintf('bw = %.3f*pi, flo = %.3f*pi, fhi = %.3f*pi \n', ...
    [bw flo fhi]/pi)
bw = 0.200*pi, flo = 0.250*pi, fhi = 0.450*pi 

fprintf('power = %.1f%% of total',power/bandpower(d)*100)
power = 96.9% of total

Добавьте второй канал с нормированными частотами среза 0.5π рад/выборка и 0.8π рад/выборка и амплитуда, которая является одной десятой тот из первого канала.

d = [d;fir1(88,[0.5 0.8])/10]';

Вычислите пропускную способность на 6 дБ двухканального сигнала. Задайте как контрольный уровень уровень максимальной мощности спектра.

powerbw(d,[],[],6);

Выведите пропускную способность на 6 дБ каждого канала и нижние и верхние границы.

[bw,flo,fhi] = powerbw(d,[],[],6);
bds = [bw;flo;fhi];

fprintf('One: bw = %.3f*pi, flo = %.3f*pi, fhi = %.3f*pi \n',bds(:,1)/pi)
One: bw = 0.198*pi, flo = 0.252*pi, fhi = 0.450*pi 

fprintf('Two: bw = %.3f*pi, flo = %.3f*pi, fhi = %.3f*pi \n',bds(:,2)/pi)
Two: bw = 0.294*pi, flo = 0.503*pi, fhi = 0.797*pi

Входные параметры

свернуть все

Входной сигнал, заданный как вектор или матрица. Если x вектор, он обработан как один канал. Если x матрица, затем powerbw вычисляет полосу пропускания мощности независимо для каждого столбца. x должно быть с конечным знаком.

Пример: cos(pi/4*(0:159))+randn(1,160) одноканальный сигнал вектора-строки.

Пример: cos(pi./[4;2]*(0:159))'+randn(160,2) двухканальный сигнал.

Типы данных: single | double

Частота дискретизации, заданная как положительный действительный скаляр. Частота дискретизации является количеством выборок в единицу времени. Если время измеряется в секундах, то частота дискретизации находится в герц.

Типы данных: single | double

Оценка степени спектральной плотности (PSD), заданная как вектор или матрица. Если pxx односторонняя оценка, затем она должна соответствовать действительному сигналу. Если pxx матрица, затем powerbw вычисляет пропускную способность каждого столбца pxx независимо.

Степень спектральная плотность должна быть выражена в линейных модулях, не децибелах. Используйте db2pow преобразовывать значения децибела, чтобы привести в действие значения.

Пример: [pxx,f] = periodogram(cos(pi./[4;2]*(0:159))'+randn(160,2)) задает периодограмму оценка PSD шумной двухканальной синусоиды, произведенной в 2π Гц и частоты, на которых это вычисляется.

Типы данных: single | double

Частоты, заданные как вектор. Если первый элемент f 0, затем powerbw принимает, что спектр является односторонним спектром действительного сигнала. Другими словами, функция удваивает значение степени в интервале нулевой частоты, когда это ищет точку на 3 дБ.

Типы данных: single | double

Оценка спектра мощности, заданная как вектор или матрица. Если sxx матрица, затем obw вычисляет пропускную способность каждого столбца sxx независимо.

Спектр мощности должен быть выражен в линейных модулях, не децибелах. Используйте db2pow преобразовывать значения децибела, чтобы привести в действие значения.

Пример: [sxx,w] = periodogram(cos(pi./[4;2]*(0:159))'+randn(160,2),'power') задает оценку спектра мощности периодограммы двухканальной синусоиды, встроенной в белый Гауссов шум и нормированные частоты, на которых это вычисляется.

Типы данных: single | double

Пропускная способность разрешения, заданная как положительная скалярная величина. Пропускная способность разрешения является продуктом двух значений: разрешение частоты дискретного преобразования Фурье и эквивалентная шумовая полоса окна использовались для расчета PSD.

Типы данных: single | double

Частотный диапазон, заданный как двухэлементный вектор действительных значений. Если вы задаете freqrange, затем контрольный уровень является средним уровнем мощности в ссылочной полосе. Если вы не задаете freqrange, затем контрольный уровень является уровнем максимальной мощности спектра.

Типы данных: single | double

Отбрасывание уровня мощности, заданное как положительный действительный скаляр, выражается в дБ.

Типы данных: single | double

Выходные аргументы

свернуть все

Полоса пропускания мощности, возвращенная как скаляр или вектор.

  • Если вы задаете частоту дискретизации, то bw имеет те же модули как fs.

  • Если вы не задаете частоту дискретизации, то bw имеет модули рад/выборки.

Границы частоты пропускной способности, возвращенные как скаляры.

Степень сохранена в пропускной способности, возвращенной как скаляр или вектор.

Алгоритмы

Определить пропускную способность на 3 дБ, powerbw вычисляет оценку спектра мощности периодограммы с помощью прямоугольного окна и берет максимум оценки как контрольный уровень. Пропускная способность является различием в частоте между точками, где спектр понижается на по крайней мере 3 дБ ниже контрольного уровня. Если сигнал достигает одной из своих конечных точек прежде, чем понизиться на 3 дБ, то powerbw использует конечную точку, чтобы вычислить различие.

Смотрите также

| | | |

Представленный в R2015a

Документация Signal Processing Toolbox
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте