Анализатор спектра

Отображение частотного спектра

Библиотека:
Панель инструментов/раковины системы DSP
Системная панель инструментов DSP Поддержка HDL/раковины

Описание

Блок анализатора спектра, называемый здесь областью действия, отображает частотные спектры сигналов.

Блок Spectrum Analyzer можно использовать в моделях, работающих в режимах моделирования Normal или Accelerator. Блок Spectrum Analyzer можно также использовать в моделях, работающих в режимах быстрого ускорения или внешнего моделирования, с некоторыми ограничениями.

Блок Spectrum Analyzer можно использовать внутри всех подсистем и условных подсистем. Условные подсистемы включают в себя включенные подсистемы, запущенные подсистемы, включенные и запущенные подсистемы и подсистемы вызова функций. Дополнительные сведения см. в разделе Обзор условно выполняемых подсистем (Simulink).

Измерения

Курсоры - измерение значений сигналов с помощью вертикальных и горизонтальных курсоров.
Пиковый поиск (Peak Finder) - поиск максимумов, показывающих значения по оси X, при которых они возникают.
Измерения канала - измерение занимаемой полосы пропускания или отношения мощности соседнего канала (ACPR).
Измерения искажений - измерение гармонических искажений и интермодуляционных искажений.
Измерения CCDF - измерение дополнительной кумулятивной функции распределения. Измерения CCDF показывают вероятность того, что мгновенная мощность сигнала будет на заданный уровень выше средней мощности сигнала.
Спектральные маски - визуализация пределов спектра и сравнение значений спектра со значениями спецификации.

Программный контроль

Параметры Spectrum Analyzer можно настроить и отобразить в командной строке с помощью SpectrumAnalyzerConfiguration объект.

Порты

Вход

развернуть все

`Port_1` - Визуализация сигналов
скаляр | вектор | матрица | массив

Подключите сигналы, которые требуется визуализировать. Имеется до 96 портов ввода. Входные сигналы могут иметь следующие характеристики:

Область сигнала - частотные или временные сигналы
Тип - дискретный (на основе выборки и кадра).
Тип данных - любой тип данных, поддерживаемый Simulink ®. См. раздел Типы данных, поддерживаемые Simulink (Simulink).
Размерность - одномерная (вектор), двумерная (матрица) или многомерная (массив). Вход должен иметь фиксированное количество каналов. См. разделы Размеры сигнала (Simulink) и Определение размеров сигнала (Simulink).

Параметры

развернуть все

Настройки спектра

Панель Настройки спектра (Spectrum Settings) появится в правой части окна Анализатор спектра (Spectrum Analyzer). Эти настройки определяют способ вычисления спектра. Для отображения параметров спектра в меню «Анализатор спектра» выберите «Просмотр» > «Параметры спектра» или нажмите кнопку на панели инструментов.

Основные опции

`Input domain` - Область входного сигнала
`Time` (по умолчанию) | `Frequency`

Область входного сигнала, который требуется визуализировать. При визуализации сигналов временной области сигнал преобразуется в частотный спектр на основе алгоритма, заданного Method параметр.

Программное использование

Посмотрите InputDomain.

`Type` - Тип отображаемого спектра
`Power` (по умолчанию) | `Power density` | `RMS`

Power - Анализатор спектра показывает спектр мощности.

Power density - Анализатор спектра показывает спектральную плотность мощности. Спектральная плотность мощности представляет собой величину спектра, нормализованного до ширины полосы 1 герц.

RMS - Анализатор спектра показывает среднеквадратичный спектр.

Настраиваемый: Да

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите для области ввода значение Time.

Программное использование

Посмотрите SpectrumType.

`View` - Вид спектра
`Spectrum` (по умолчанию) | `Spectrogram` | `Spectrum and spectrogram`

Spectrum - Анализатор спектра показывает спектр.

Spectrogram - Spectrum Analyzer показывает спектрограмму, которая отображает частотное содержание во времени. Последнее обновление спектрограммы находится в нижней части экрана, а время прокручивается снизу вверх.

Spectrum and spectrogram - Анализатор спектра показывает как спектр, так и спектрограмму.

Настраиваемый: Да

Программное использование

Посмотрите ViewType.

`Sample rate` - Частота дискретизации входного сигнала в герцах
`Inherited` (по умолчанию) | положительный скаляр

Частота дискретизации входного сигнала в герцах, указанная как

Inherited для использования той же частоты дискретизации, что и входной сигнал.
Положительный скаляр. Указанная частота дискретизации должна быть не менее чем в два раза больше частоты дискретизации входного сигнала. В противном случае вы можете увидеть неожиданное поведение в визуализации сигнала из-за наложения псевдонимов.

Программное использование

См. SampleRate.

`Method` - Метод оценки спектра
`Filter Bank` (по умолчанию) | `Welch`

Выбрать Welch или Filter Bank в качестве способа оценки спектра. Дополнительные сведения о двух алгоритмах оценки спектра см. в разделе Алгоритмы.

Настраиваемый: Нет

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите для области ввода значение Time.

Программное использование

Посмотрите Method.

`Full frequency span` - Использовать весь интервал частоты Найквиста
on (по умолчанию) | off

Установите этот флажок для вычисления и построения графика спектра на всем частотном интервале Найквиста.

Настраиваемый: Да

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите для области ввода значение Time.

Программное использование

Посмотрите FrequencySpan.

`Span (Hz)` - Частотный диапазон в герцах
`10e3` (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

Укажите диапазон частот в герцах. Используйте этот параметр с параметром CF (Hz) параметр для определения диапазона частот вокруг центральной частоты. Этот параметр определяет диапазон значений, отображаемых на оси Частота (Frequency) в окне Анализатор спектра (Spectrum Analyzer).

Настраиваемый: Да

Зависимости

Для использования этого параметра необходимо:

Задать для области ввода значение Time.
Снимите флажок Полный диапазон частот.
Установите раскрывающийся список Span (Гц )/Fstart (Гц) в значениеSpan (Hz).

Программное использование

Посмотрите FrequencySpan и Span.

`CF (Hz)` - Центральная частота в герцах
`0` (по умолчанию) | скаляр

Укажите центральную частоту в герцах. Этот параметр с параметром Span (Hz) используется для определения диапазона частот вокруг центральной частоты. Этот параметр определяет значение, отображаемое в средней точке оси Частота (Frequency) в окне Анализатор спектра (Spectrum Analyzer).

Настраиваемый: Да

Зависимости

Для использования этого параметра необходимо:

Задать для области ввода значение Time.
Снимите флажок Полный диапазон частот.
Установите в раскрывающемся списке Span (Гц )/Fstart (Гц) значение Span (Гц).

Программное использование

Посмотрите CenterFrequency.

`FStart (Hz)` - Частота запуска в герцах
`-5e3` (по умолчанию) | скаляр

Укажите начальную частоту в герцах. Этот параметр с параметром FStop (Hz) используется для определения диапазона значений частотной оси с использованием начальной и конечной частот. Этот параметр определяет значение, показанное в крайней левой части оси Частота (Frequency) в окне Анализатор спектра (Spectrum Analyzer).

Настраиваемый: Да

Зависимости

Для использования этого параметра необходимо:

Задать для области ввода значение Time.
Снимите флажок Полный диапазон частот.
Установите раскрывающийся список Span (Гц )/FStart (Гц) в значениеFStart (Hz).

Программное использование

Посмотрите StartFrequency.

`FStop (Hz)` - Частота останова в герцах
`5e3` (по умолчанию) | скаляр

Укажите частоту останова в герцах. Используйте этот параметр вместе с параметром FStart (Hz) для определения диапазона значений оси частоты. Этот параметр определяет значение, показанное в правой части оси Частота (Frequency) в окне Анализатор спектра (Spectrum Analyzer).

Настраиваемый: Да

Зависимости

Для использования этого параметра необходимо:

Задать для области ввода значение Time.
Снимите флажок Полный диапазон частот.
Установите в раскрывающемся списке Span (Гц )/FStart (Гц) значение FStart (Гц).

Программное использование

Посмотрите StopFrequency.

`Frequency (Hz)` - Частотный вектор
`Auto` (по умолчанию) | `Input port` | монотонно увеличивающийся вектор

Задайте частотный вектор, определяющий ось X дисплея.

Auto - Частотный вектор вычисляется по длине входа. См. раздел Частотный вектор.
Input port - При выборе этого параметра на блоке появляется входной порт для входа частотного вектора.
Пользовательский вектор (Custom vector) - введите пользовательский вектор в качестве частотного вектора. Длина пользовательского вектора должна быть равна размеру кадра входного сигнала.

Настраиваемый: Нет

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите для области ввода значение Frequency.

Программное использование

Посмотрите FrequencyVector.

`RBW (Hz)` - Разрешающая пропускная способность
`Auto` (по умолчанию) | `Input port` | положительный скаляр

Пропускная способность разрешения в герцах. Этот параметр определяет наименьшую положительную частоту, которую можно разрешить. По умолчанию для этого параметра установлено значение Auto. В этом случае анализатор спектра определяет соответствующее значение, чтобы гарантировать наличие 1024 интервалов RBW на указанном частотном диапазоне.

Если для этого параметра задано числовое значение, это значение должно допускать по крайней мере два интервала RBW на указанном частотном диапазоне. Другими словами, отношение общего частотного диапазона к RBW должно быть больше двух:

$\frac{}{span RBW} >$ 2

Только для частотного ввода можно использовать входной порт для установки значения RBW.

Настраиваемый: Да

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, задайте одно из следующих значений:

Домен ввода в Time и раскрывающийся список RBW (Гц )/Window length/Number of frequency bands toRBW (Hz).
Домен ввода в Frequency.

Программное использование

Посмотрите RBW.

`Input units` - Единицы частотного ввода
`Auto` (по умолчанию) | `dBm` | `dBV` | `dBW` | `Vrms` | `Watts`

Выберите единицы входного сигнала частотной области. Это свойство позволяет анализатору спектра масштабировать частотные данные, если выбрано другое устройство отображения со свойством Units.

Настраиваемый: Нет

Зависимость

Эта опция доступна только в том случае, если для области ввода установлено значение Frequency.

Программное использование

Посмотрите InputUnits.

`Window length` - Длина окна в образцах
`1024` (по умолчанию) | целое число больше 2

Длина окна, в образцах. Длина окна, используемая для управления частотным разрешением и вычисления спектральных оценок. Длина окна должна быть больше 2.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, задайте:

Метод для Welch
Установите в раскрывающемся списке RBW (Гц )/Window length/Number of frequency bands значениеWindow Length

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите для области ввода значение Time.

Программное использование

Посмотрите WindowLength.

`Number of frequency bands` - длина БПФ
`Auto` (по умолчанию) | положительное целое число

Укажите длину быстрого преобразования Фурье (FFT) для управления числом полос частот. Если значение равно Autoанализатор спектра использует весь размер кадра для оценки спектра. Если указано количество полос частот, задается размер входного буфера.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, задайте:

Метод для Filter Bank
Установите в раскрывающемся списке RBW (Гц )/Window length/Number of frequency bands значениеNumber of frequency bands

Программное использование

Посмотрите FFTLength

`Taps per band` - Количество отводов фильтра
`12` (по умолчанию) | положительное целое число

Укажите количество отводов фильтра или коэффициентов для каждой полосы частот. Это число должно быть положительным даже целым числом. Это значение соответствует количеству коэффициентов фильтра на многофазную ветвь. Общее число коэффициентов фильтра равно Taps Per Band + FFT Length.

Зависимость

Для использования этого параметра необходимо установить в раскрывающемся списке RBW (Гц )/Window length/Number of frequency bands значение Number of frequency bands.

Программное использование

Посмотрите NumTapsPerBand.

`NFFT` - Количество точек БПФ
`Auto` (по умолчанию) | положительное целое число

Укажите длину БПФ, используемого Spectrum Analyzer для вычисления спектральных оценок. Допустимые варианты: Auto или положительное целое число.

Значение NFFT должно быть больше или равно значению параметра «Длина окна». По умолчанию, если для параметра NFFT установлено значение Autoанализатор спектра устанавливает значение NFFT равным значению длины окна. В режиме RBW указанное значение RBW используется для вычисления длины БПФ, равной длине окна.

Если для этого параметра задано положительное целое число, этот параметр эквивалентен n параметра fft функция.

Зависимости

Для использования этого параметра необходимо установить в раскрывающемся списке RBW (Гц )/Window length/Number of frequency bands значение Window length.

Программное использование

Посмотрите FFTLength.

`Samples/update` - Необходимое количество входных образцов
положительный скаляр

Это свойство доступно только для чтения.

Количество входных выборок, необходимых для вычисления одного спектрального обновления. Изменить этот параметр нельзя; он отображается в анализаторе спектра только в информационных целях. Этот параметр непосредственно связан с RBW (Гц )/Длина окна/Количество полос частот. Дополнительные сведения см. в разделе Алгоритмы.

Если на входе недостаточно выборок для достижения заданной разрешающей способности, Spectrum Analyzer выдает сообщение на дисплей.

Параметры спектрограммы

`Channel` - Спектрограмм-канал
название канала

Выберите канал сигнала, для которого применяются параметры спектрограммы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вид значение Spectrogram или Spectrum and spectrogram.

Программное использование

Посмотрите SpectrogramChannel.

`Time res. (s)` - Разрешение по времени в секундах
`Auto` (по умолчанию) | положительное число

Разрешение по времени - это количество данных в секундах, используемых для вычисления линии спектрограммы. Минимально достижимое разрешение - это время, необходимое для вычисления одной спектральной оценки. В подсказке отображается минимальное достижимое разрешение, заданное текущими настройками.

Значение разрешения по времени определяется на основе метода разрешения по частоте, настройки RBW и настройки разрешения по времени.

Метод	Метод частотного разрешения	Настройка частотного разрешения	Настройка разрешения по времени	Результирующее разрешение по времени в секундах
`Welch` или `Filter Bank`	`RBW (Hz)`	`Auto`	`Auto`	1/RBW
`Welch` или `Filter Bank`	`RBW (Hz)`	`Auto`	Введено вручную	Разрешение по времени
`Welch` или `Filter Bank`	`RBW (Hz)`	Введено вручную	`Auto`	1/RBW
`Welch` или `Filter Bank`	`RBW (Hz)`	Введено вручную	Введено вручную	Должно быть равно или больше, чем минимально достижимое разрешение по времени, 1/RBW. Несколько спектральных оценок объединяют в одну линию спектрограммы для получения требуемого временного разрешения. Интерполяция используется для получения значений разрешения по времени, которые не являются целыми кратными 1/RBW.
`Welch`	`Window length`	—	`Auto`	1/RBW
`Welch`	`Window length`	—	Введено вручную	Должно быть равно или превышать минимально достижимое разрешение по времени. Несколько спектральных оценок объединяют в одну линию спектрограммы для получения требуемого временного разрешения. Интерполяция используется для получения значений разрешения по времени, которые не являются целыми кратными 1/RBW.
`Filter Bank`	`Number of frequency bands`	—	`Auto`	1/RBW
`Filter Bank`	`Number of frequency bands`	—	Введено вручную	Должно быть равно или больше, чем минимально достижимое разрешение по времени, 1/RBW.

Настраиваемый: Да

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вид значение Spectrogram или Spectrum and spectrogram.

Программное использование

Посмотрите TimeResolution.

`Time span` - Временной интервал в секундах
`Auto` (по умолчанию) | положительный скаляр

Интервал времени, в течение которого анализатор спектра отображает спектрограмму в секундах. Временной интервал является произведением требуемого количества спектральных линий и временного разрешения. Во всплывающей подсказке отображается минимальный допустимый промежуток времени с учетом текущих настроек. Если для интервала времени установлено значение Auto, используют 100 спектральных линий.

Настраиваемый: Да

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вид значение Spectrogram или Spectrum and spectrogram.

Программное использование

Посмотрите TimeSpan.

Параметры окна

`Overlap (%)` - Процент перекрытия сегмента
0 (по умолчанию) | скаляр между 0 и 100

Этот параметр определяет степень перекрытия между предыдущим и текущим буферизованными сегментами данных. Перекрытие создает сегмент окна, который используется для вычисления спектральной оценки. Значение должно быть больше или равно нулю и меньше 100.

Настраиваемый: Да

Программное использование

Посмотрите OverlapPercent.

`Window` - Метод оконной обработки
`Hann` (по умолчанию) | `Rectangular` | `Blackman-Harris` | `Chebyshev` | `Flat Top` | `Hamming` | `Kaiser` | имя функции пользовательского окна

Метод оконной обработки, применяемый к спектру. По окну контролируют влияние боковых лопастей в спектральной оценке. Указанное окно влияет на длину окна, необходимую для достижения пропускной способности разрешения, и необходимое количество выборок на обновление. Дополнительные сведения о работе с окнами см. в разделе Windows.

Настраиваемый: Да

Программное использование

Посмотрите Window.

`Attenuation` - Затухание сиделобе
`60` (по умолчанию) | скаляр больше или равен `45`

Затухание боковых зон в децибелах (дБ). Значение должно быть больше или равно 45.

Зависимость

Этот параметр применяется только в том случае, если для параметра Window установлено значение Chebyshev или Kaiser.

Программное использование

Посмотрите SidelobeAttenuation.

`NENBW` - Нормализованная эффективная полоса пропускания шума
скаляр

Это свойство доступно только для чтения.

Нормализованная эффективная шумовая полоса окна. Изменить этот параметр нельзя; он отображается только в информационных целях. Этот параметр является мерой шумовой характеристики окна. Значение представляет собой ширину прямоугольного фильтра, который накапливает ту же мощность шума с тем же пиковым усилением мощности.

Прямоугольное окно имеет наименьший NENBW со значением 1. Все остальные окна имеют большее значение NENBW. Например, окно Ханна имеет значение NENBW приблизительно 1,5.

Параметры трассировки

`Units` - Единицы спектра
`dBm` (по умолчанию) | `dBW` | `Watts` | `Vrms` | `dBV` | `dBFS`

Единицы спектра. Доступные значения зависят от значения параметра Type.

Настраиваемый: Да

Программное использование

Посмотрите SpectrumUnits.

`Full scale` - Полный масштаб для блоков dBFS
`Auto` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

Полная шкала, используемая для блоков полной шкалы децибел (dBFS). По умолчанию анализатор спектра использует весь масштаб спектра. Укажите положительный действительный скаляр для полного масштаба dBFS.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите:

Домен ввода в Time
Единицы для dBFS

Программное использование

Посмотрите FullScale.

`Averaging method` - Метод сглаживания
`Exponential` (по умолчанию) | `Running`

Укажите метод сглаживания как:

Exponential - средневзвешенное количество проб. Используйте Forgetting factor для указания взвешенного коэффициента забывания.
Running - Среднее значение последних n выборок. Используйте Averages для указания n.

Дополнительные сведения о методах усреднения см. в разделе Метод усреднения.

Программное использование

Посмотрите AveragingMethod.

`Averages` - Количество спектральных средних значений
`1` (по умолчанию) | положительное целое число

Укажите число спектральных средних значений как положительное целое число. Анализатор спектра вычисляет текущую оценку спектра мощности путем вычисления среднего значения последних N оценок спектра мощности. Этот параметр определяет число спектральных средних значений, N.

Зависимости

Этот параметр применяется только в следующих случаях:

Вид: Spectrum или Spectrum and spectrogram.
Метод усреднения: Running.

Программное использование

Посмотрите SpectralAverages.

`Forgetting factor` - Коэффициент забывания весов
`0.9` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне (0,1]

Укажите экспоненциальное взвешивание как скалярное значение больше 0 и меньше или равное 1.

Зависимость

Этот параметр применяется только в том случае, если метод усреднения имеет значение Exponential.

Программное использование

Посмотрите ForgettingFactor.

`Reference load` - Опорная нагрузка
`1` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

Опорная нагрузка в омах, используемая анализатором спектра в качестве ссылки для вычисления значений мощности.

Программное использование

Посмотрите ReferenceLoad.

`Scale` - Шкала частотной оси
`Linear` (по умолчанию) | `Logarithmic`

Выберите линейный или логарифмический масштаб для частотной оси. Если диапазон частот содержит отрицательные значения частоты, нельзя выбрать логарифмическую опцию.

Программное использование

Посмотрите FrequencyScale.

`Offset` - Смещение постоянной частоты
`0` (по умолчанию) | скаляр

Постоянный сдвиг частоты для применения ко всему спектру или вектор частот для применения к каждому спектру для множества входов. Параметр смещения добавляется к значениям на оси Частота (Frequency) в окне Анализатор спектра (Spectrum Analyzer). Этот параметр не используется ни в каких спектральных вычислениях. Необходимо учитывать параметр при установке параметров Span (Гц) и CF (Гц), чтобы гарантировать, что диапазон частот находится в пределах интервала частот Найквиста.

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите для области ввода значение Time.

Программное использование

Посмотрите FrequencyOffset.

`Normal trace` - Обычное представление трассировки
on (по умолчанию) | off

Если этот флажок установлен, анализатор спектра вычисляет и строит график спектра мощности или плотности спектра мощности. Анализатор спектра выполняет операцию сглаживания путем усреднения нескольких спектральных оценок.

Зависимости

Чтобы снять этот флажок, необходимо сначала выбрать либо параметр Max hold trace, либо параметр Min hold trace. Этот параметр применяется только в том случае, если параметр View имеет значение Spectrum или Spectrum and spectrogram.

Программное использование

Посмотрите PlotNormalTrace.

`Max hold trace` - Режим просмотра «Максимальная трассировка удержания»
off (по умолчанию) | on

Установите этот флажок, чтобы включить Spectrum Analyzer для построения графика максимальных спектральных значений всех полученных оценок.

Зависимость

Этот параметр применяется только в том случае, если параметр View имеет значение Spectrum или Spectrum and spectrogram.

Программное использование

Посмотрите PlotMaxHoldTrace.

`Min hold trace` - Представление трассировки минимального удержания
off (по умолчанию) | on

Установите этот флажок, чтобы включить Spectrum Analyzer для построения графика минимальных спектральных значений всех полученных оценок.

Зависимость

Этот параметр применяется только в том случае, если параметр View имеет значение Spectrum или Spectrum and spectrogram.

Программное использование

Посмотрите PlotMinHoldTrace.

`Two-sided spectrum` - Включить двустороннее представление спектра
off (по умолчанию) | on

Установите этот флажок, чтобы включить двустороннее представление спектра. В этом представлении показаны как отрицательные, так и положительные частоты. Если этот флажок снят, анализатор спектра показывает односторонний спектр только с положительными частотами. Анализатор спектра требует, чтобы этот параметр был выбран, когда входной сигнал имеет комплексное значение.

Программное использование

Посмотрите PlotAsTwoSidedSpectrum.

Свойства конфигурации

Диалоговое окно «Свойства конфигурации» управляет визуальными аспектами анализатора спектра. Чтобы открыть окно Configuration Properties, в меню Spectrum Analyzer выберите View > Configuration Properties или нажмите кнопку в раскрывающемся списке панели инструментов.

`Title` - Заголовок дисплея
символьный вектор | строка

Укажите заголовок отображения. Войти %<SignalLabel> для использования меток сигналов в модели Simulink в качестве заголовков осей.

Настраиваемый: Да

Программное использование

Посмотрите Title.

`Show legend` - Отображение легенды сигнала
off (по умолчанию) | on

Показать легенду сигнала. Имена, перечисленные в легенде, являются именами сигналов из модели. Для сигналов с множеством каналов после имени сигнала добавляется индекс канала. Непрерывные сигналы имеют прямые линии перед их наименованиями, а дискретные сигналы имеют ступенчатые линии.

Из легенды можно управлять видимыми сигналами. Этот элемент управления эквивалентен изменению видимости в параметрах стиля. В легенде области щелкните имя сигнала, чтобы скрыть сигнал в области. Чтобы отобразить сигнал, щелкните имя сигнала еще раз. Чтобы отобразить только один сигнал, щелкните правой кнопкой мыши имя сигнала, которое скрывает все остальные сигналы. Для отображения всех сигналов нажмите клавишу ESC.

Примечание

Легенда показывает только первые 20 сигналов. Любые дополнительные сигналы нельзя просматривать или контролировать из легенды.

Зависимость

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Вид значение Spectrum или Spectrum and spectrogram.

Программное использование

Посмотрите ShowLegend.

`Show grid` - Показать внутренние линии сетки
on (по умолчанию) | off

Отображение внутренних линий сетки на анализаторе спектра

Программное использование

Посмотрите ShowGrid.

`Y-limits (minimum)` - Минимум по оси Y
`-80` (по умолчанию) | скаляр

Укажите минимальное значение оси Y.

Программное использование

Посмотрите YLimits.

`Y-limits (maximum)` - Максимум по оси Y
`20` (по умолчанию) | скаляр

Укажите максимальное значение оси Y.

Программное использование

Посмотрите YLimits.

`Y-label` - Метка оси Y
символьный вектор | строка

Для отображения единиц сигнала добавьте (%<SignalUnits>) на метку. В начале моделирования Simulink заменяет (%SignalUnits) с блоками, связанными с сигналами. Например, если имеется сигнал для скорости с единицами м/с, введите

Velocity (%<SignalUnits>)

Программное использование

Посмотрите YLabel.

`Color map` - Спектрограмма цветовой карты
`jet(256)` (по умолчанию) | `hot(256)` | `bone(256)` | `cool(256)` | `copper(256)` | `gray(256)` | `parula(256)` | 3-столбчатая матрица

Выберите карту цветов для спектрограммы или введите выражение матрицы из трех столбцов для карты цветов. Дополнительные сведения о картах цветов см. в разделе colormap.

Настраиваемый: Да

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вид значение Spectrogram или Spectrum and spectrogram.

`Color-limits (minimum)` - Не менее спектрограммы
`-80` (по умолчанию) | скаляр

Укажите мощность сигнала для минимального значения цвета спектрограммы.

Настраиваемый: Да

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вид значение Spectrogram или Spectrum and spectrogram.

Программное использование

Посмотрите ColorLimits.

`Color-limits (maximum)` - Максимум спектрограммы
20 (по умолчанию) | скаляр

Укажите мощность сигнала для максимального значения цвета спектрограммы.

Настраиваемый: Да

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Вид значение Spectrogram или Spectrum and spectrogram.

Программное использование

Посмотрите ColorLimits.

Стиль

Диалоговое окно Стиль (Style) управляет отображением анализатора спектра. Чтобы открыть свойства Style, в меню Spectrum Analyzer выберите View > Style или нажмите кнопку в раскрывающемся списке панели инструментов.

`Figure color` - Фон окна
серый (по умолчанию) | палитра цветов

Укажите цвет, который требуется применить к фону фигуры области.

`Plot type` - Тип участка
`Line` (по умолчанию) | `Stem`

Укажите, следует ли отображать Line или Stem график.

Программное использование

Посмотрите PlotType.

`Axes colors` - Цвет фона осей
черный (по умолчанию) | палитра цветов

Укажите цвет, который требуется применить к фону осей.

`Properties for line` - Канал для настройки визуальных свойств
названия каналов

Укажите канал, для которого требуется изменить свойства видимости, линии и маркера.

`Visible` - Видимость канала
on (по умолчанию) | off

Укажите, является ли выбранный канал видимым. Если снять этот флажок, строка исчезнет. Можно также изменить видимость сигнала с помощью легенды области.

`Line` - Стиль линии
линия, 0,5, желтый (по умолчанию)

Задайте стиль линии, ширину линии и цвет линии для выбранного канала.

`Marker` - Маркеры точек данных
`none` (по умолчанию)

Укажите метки для выбранного канала, которые будут отображаться в его точках данных. Этот параметр аналогичен свойству «Маркер» для графиков. В раскрывающемся списке можно выбрать любой символ маркера.

Масштабирование осей

Диалоговое окно Масштабирование осей (Axes Scaling) управляет пределами осей анализатора спектра. Чтобы открыть свойства «Масштабирование осей», в меню «Анализатор спектра» выберите «Сервис» > «Масштабирование осей» > «Свойства масштабирования осей».

`Axes scaling/Color scaling` - Автоматическое масштабирование осей
`Auto` (по умолчанию) | `Manual` | `After N Updates`

Укажите, когда область автоматически масштабирует ось Y. Если отображается спектрограмма, укажите, когда область автоматически масштабирует ось цвета. По умолчанию для этого параметра установлено значение Autoи область не уменьшает пределы оси Y при масштабировании осей или цвета. Можно выбрать один из следующих вариантов:

Auto - Область действия масштабирует оси или цвет по мере необходимости как во время, так и после моделирования. При выборе этой опции отображаются ограничения по оси Y для сжатия или ограничения по цвету для сжатия.
Manual - при выборе этой опции область не масштабирует автоматически оси или цвет. Можно вручную масштабировать оси или цвет любым из следующих способов.
- Выберите «Сервис» > «Свойства масштабирования».
- Нажмите одну из кнопок панели инструментов «Пределы оси масштабирования».
- Когда фигурой области является активное окно, нажмите Ctrl + A.
After N Updates - при выборе этой опции область масштабируется по осям или цвету после заданного количества обновлений. Эта опция полезна и наиболее эффективна, когда значения частотного сигнала быстро достигают стационарного состояния после короткого периода. При выборе этого параметра отображается поле «Количество обновлений», в котором можно изменить количество обновлений, ожидающих масштабирования.

Настраиваемый: Да

Программное использование

Посмотрите AxesScaling.

`Do not allow Y-axis/color limits to shrink` - Пределы масштабирования осей
on (по умолчанию) | off

При выборе этого параметра ось Y может увеличиваться во время операций масштабирования осей. Если отображается спектрограмма, выбор этого параметра позволяет увеличить пределы цвета во время масштабирования оси. При снятии этого флажка границы оси Y или цвета могут уменьшаться во время операций масштабирования осей.

Зависимость

Этот параметр появляется только при выборе Auto для параметра Масштабирование оси (Axis scaling) или Масштабирование цвета (Color scaling). Если для параметра Масштабирование осей (Axes scaling) или Масштабирование цветов (Color scaling) Manual или After N Updates, ось Y или пределы цвета могут уменьшаться.

`Number of updates` - Количество обновлений перед масштабированием
`10` (по умолчанию) | положительное число

Число обновлений, после которых оси масштабируются, указанное как положительное целое число. Если отображается спектрограмма, этот параметр определяет количество обновлений, после которых цветовые оси масштабируются.

Настраиваемый: Да

Зависимость

Этот параметр появляется только в том случае, если для параметра Масштабирование осей/Масштабирование цветов задано значение After N Updates.

Программное использование

Посмотрите AxesScalingNumUpdates.

`Scale limits at stop` - Масштабировать оси на останове
off (по умолчанию) | on

Установите этот флажок для масштабирования осей при прекращении моделирования. Если отображается спектрограмма, установите этот флажок, чтобы масштабировать цвет при прекращении моделирования. Ось Y всегда масштабируется. Пределы по оси X масштабируются только в том случае, если установлен флажок Масштабировать пределы по оси X (Scale X-axis limits).

`Data range (%)` - Процент осей
100 (по умолчанию) | число в диапазоне [1100]

Задайте процент оси, используемый областью для отображения данных при масштабировании осей. Если отображается спектрограмма, установите процент диапазона значений мощности в пределах карты цветов. Допустимые значения: от 1 до 100. Например, если для этого параметра задано значение 100, область масштабирует пределы оси таким образом, что данные используют весь диапазон осей. Если затем задать для этого параметра значение 30, область увеличивает y-ось или диапазон цветов так, что данные используют только 30% диапазона осей.

Настраиваемый: Да

`Align` - Выравнивание по осям
`Center` (по умолчанию) | `Bottom` | `Top` | `Left` | `Right`

Укажите, где область выравнивает данные вдоль оси при масштабировании осей. Если отображается спектрограмма, укажите, где область выравнивает данные вдоль оси при масштабировании цвета. Если используются измерения CCDF, ось x также конфигурируется.

Настраиваемый: Да

Примеры модели

Спектральный анализ с высоким разрешением

Выполнение спектрального анализа с высоким разрешением с использованием эффективного набора фильтров, иногда называемого каналообразователем. Для целей сравнения также показан традиционный метод усредненной модифицированной периодограммы (Welch's).

Измерения анализатора спектра

Выполните измерения с помощью блока Spectrum Analyzer. Пример содержит типичную установку для выполнения измерений гармонических искажений (THD, SNR, SINAD, SFDR), измерений интермодуляционных искажений третьего порядка (TOI), измерений отношения мощности соседних каналов (ACPR), комплементарной кумулятивной функции распределения (CCDF) и отношения пиковой и средней мощности (PAPR). Пример также показывает, как просматривать изменяющиеся во времени спектры с использованием спектрограммы и автоматического обнаружения пиков.

Display Frequency Input on Spectrum Analyzer

Отображение входного сигнала частоты на анализаторе спектра

Визуализация частотных входных сигналов с помощью блока Spectrum Analyzer.

Obtain Measurements Data Programmatically for Spectrum Analyzer Block

Получение данных измерений программным способом для блока анализатора спектра

Получение данных измерений из блока Spectrum Analyzer.

Характеристики блока

Типы данных	`Boolean` \| `double` \| `enumerated` \| `fixed point` \| `integer` \| `single`
Прямой проход	`no`
Многомерные сигналы	`yes`
Сигналы переменного размера	`yes`
Обнаружение пересечения нулей	`no`

Алгоритмы

развернуть все

Оценка спектра - метод Уэлча

При выборе Welch в способе оценку спектра мощности усредняют модифицированные периодограммы.

Учитывая входной сигнал, xанализатор спектра выполняет следующие действия:

Умножается x по заданному окну и масштабирует результат по мощности окна. Анализатор спектра использует RBW или Window Length настройка на панели «Параметры спектра» для определения длины окна данных.
Вычисляет БПФ сигнала, Yи принимает квадратную величину с помощью Z = Y.*conj(Y).
Вычисляет текущую оценку спектра мощности, беря скользящее среднее последнего N числа Z, и масштабирует ответ на частоту дискретизации. Дополнительные сведения о методах скользящего среднего см. в разделе Метод усреднения.

Анализатор спектра требует минимального количества выборок для вычисления спектральной оценки. Это количество входных выборок, необходимых для вычисления одного спектрального обновления, отображается как Samples/update на главной панели опций. Это значение непосредственно связано с пропускной способностью разрешения, RBW, следующим уравнением, или с длиной окна, уравнением, показанным на этапе 2.

$_{Nsamples} \frac{= (\frac{1_{}}{−} Op100) \times_{}}{NENBW}$ × FsRBW

Нормализованная эффективная полоса пропускания шума, NENBW, является фактором, который зависит от метода оконной обработки. Анализатор спектра показывает значение NENBW на панели Опции окна (Window Options) панели Настройки спектра (Spectrum Settings). Процент перекрытия, _Op, - это значение параметра Перекрытие% на панели Параметры окна (Window Options) панели Настройки спектра (Spectrum Settings). Fs - частота дискретизации входного сигнала. Spectrum Analyzer показывает частоту дискретизации на панели Main Options панели Spectrum Settings.

В режиме RBW (Гц) длина окна, необходимая для вычисления одного спектрального обновления, _Nwindow, непосредственно связана с полосой пропускания разрешения и нормированной эффективной полосой пропускания шума:
$_{Nwindow} \frac{= {NENBW}_{}}{\times}$ FsRBW
В режиме «Длина окна» используется указанная длина окна.
Количество входных выборок, необходимых для вычисления одного спектрального обновления, _Nsamples, напрямую связано с длиной окна и величиной перекрытия посредством следующего уравнения.
$_{Nsamples} = (\frac{1_{}}{−}_{Op100)}$ Nwindow
При увеличении процента перекрытия для вычисления нового спектрального обновления требуется меньше новых входных выборок. Например, если длина окна равна 100, то количество входных выборок, необходимых для вычисления одного спектрального обновления, приводится, как показано в следующей таблице.
_Op _Nsamples
0% 100
50% 50
80% 20
Нормализованная эффективная полоса пропускания шума NENBW - это параметр окна, определяемый длиной окна, _Nwindow и типом используемого окна. Если w (n) обозначает вектор оконных коэффициентов _Nwindow, то NENBW задается следующим уравнением .
$_{} \frac{_{}^{_{}}^{NENBW=Nwindow×∑n=1Nwindoww2} (n}{{)_{[}^{_{}} ∑n=1Nwindoww (}^{n}}$ )] 2
При работе в режиме RBW (Гц) можно задать пропускную способность разрешения, используя значение параметра RBW (Гц) на панели «Main options» панели «Spectrum Settings». Необходимо указать значение, чтобы обеспечить наличие по крайней мере двух интервалов RBW на указанном частотном диапазоне. Отношение общего диапазона к RBW должно быть больше двух:
$\frac{}{span RBW} >$ 2
По умолчанию для параметра RBW (Гц) на главной панели параметров установлено значение Auto. В этом случае анализатор спектра определяет соответствующее значение, чтобы гарантировать наличие 1024 интервалов RBW на указанном частотном диапазоне. При установке RBW (Гц) в значение Auto, RBW рассчитывается как:
$_{RBWauto} \frac{=}{}$ span1024
В режиме «Длина окна» указывается _Nwindow, а результирующий RBW:
$\frac{NENBW \times_{}}{_{}}$ FsNwindow

_Op	_Nsamples
0%	100
50%	50
80%	20

Иногда количество входных выборок оказывается недостаточным для достижения заданной полосы пропускания разрешения. При возникновении этой ситуации Spectrum Analyzer выводит сообщение:

Анализатор спектра удаляет это сообщение и отображает спектральную оценку после ввода достаточного количества данных.

Примечание

Количество точек БПФ (_Nfft) не зависит от длины окна (_Nwindow). Если _Nfft больше или равен _Nwindow, можно задать для них различные значения.

Оценка спектра - банк фильтров

При выборе Filter Bank для оценки спектра мощности анализатор спектра использует набор фильтров анализа.

Блок фильтров разделяет широкополосный входной сигнал x (n) скорости выборки fs на множество узкополосных сигналов _y0 (m), y1 (m),..._{, yM-1} (m) скорости выборки fs/M.

Переменная М представляет количество полос частот в наборе фильтров. Если для метода разрешения частоты установлено значение NumFrequencyBands, M равно значению, указанному для количества полос частот. Если для метода разрешения частоты установлено значение RBWM равно количеству точек данных, которые необходимы для достижения заданного значения RBW или 1024, в зависимости от того, какое значение больше. Количество отводов на полосу частот определяет количество коэффициентов фильтра для каждой полосы частот набора фильтров. Общее количество коэффициентов фильтра равно количеству отводов на полосу частот, умноженному на число полос частот, М. Для получения дополнительной информации о банке фильтров анализа и его реализации см. разделы Подробнее и Алгоритм в dsp.Channelizer.

После разделения широкополосного входного сигнала на несколько узких диапазонов анализатор спектра вычисляет мощность в каждом узком диапазоне, используя следующее уравнение. Каждое значение _Zi становится оценкой мощности в этой узкой полосе частот.

$_{} \frac{}{}_{}^{} {_{}}^{Zi=1L∑m=0L−1|yi[m]|2}$

L - длина узкополосного сигнала, _yi (m), и i = 1, 2,..., M − 1.

Значения мощности во всех узких полосах (обозначаемые _Zi) образуют Z-вектор.

$Z =_{[} Z0,_{} Z1,_{}_{}$ Z2,⋯,ZM−1]

Текущий Z-вектор усредняется с предыдущими Z-векторами с помощью одного из двух методов скользящего среднего: Running или Exponential weighting. Выходной сигнал операции усреднения формирует вектор спектральной оценки. Дополнительные сведения о двух методах усреднения см. в разделе Метод усреднения.

Анализатор спектра использует значение RBW (Гц) или свойство Number of frequency band на панели Spectrum Settings для определения длины входного кадра.

Spectrum Analyzer требует минимального количества выборок для вычисления спектральной оценки. Это количество входных выборок, необходимых для вычисления одного спектрального обновления, отображается как Samples/update на главной панели опций. Это значение непосредственно связано с пропускной способностью разрешения, RBW, с помощью следующего уравнения.

$_{Nsamples} \frac{=_{}}{}$ FsRBW

_Fs - частота дискретизации входного сигнала. Spectrum Analyzer показывает частоту дискретизации на панели Main Options панели Spectrum Settings.

При работе в режиме RBW (Гц) можно задать пропускную способность разрешения, используя значение параметра RBW (Гц) на панели «Main options» панели «Spectrum Settings». Необходимо указать значение, чтобы обеспечить наличие по крайней мере двух интервалов RBW на указанном частотном диапазоне. Отношение общего диапазона к RBW должно быть больше двух:
$\frac{}{span RBW} >$ 2
По умолчанию для параметра RBW на главной панели параметров установлено значение Auto. В этом случае анализатор спектра определяет соответствующее значение, чтобы гарантировать наличие 1024 интервалов RBW на указанном частотном диапазоне. Таким образом, при установке для RBW значения Auto, он вычисляется по следующему уравнению. $_{RBWauto} \frac{=}{}$ span1024
В режиме «Количество полос частот» указывается размер входного кадра. Если число полос частот равно Auto, результирующим RBW является:
$RBW \frac{=_{}}{}$ Размер кадра FsInput
Если количество диапазонов частот задано вручную, результирующий RBW будет:
$RBW \frac{=_{}}{}$ FsFFTLength

Частотный интервал Найквиста

Если для свойства PlotAsTwoSidedSpectrum установлено значение true, интервал равен $[- \frac{}{} SampleRate2 \frac{,}{} SampleRate2] +$ частота Смещение герц.

Когда PlotAsTwoSidedSpectrum свойство имеет значение false, интервал равен $[0, \frac{}{} SampleRate2] +$ частота Смещение герц.

Периодограмма и спектрограмма

Spectrum Analyzer вычисляет и строит график спектра мощности, плотности спектра мощности и среднеквадратичного значения, вычисленного модифицированным устройством оценки периодограммы. Дополнительные сведения о методе периодограммы см. в разделе periodogram.

Спектральная плотность мощности - Спектральная плотность мощности (PSD) задается следующим уравнением.

$PSD (f) \frac{}{}_{}^{} \frac{{_{}^{_{}}^{}^{=1P∑p=1P|∑n=1NFFTxp[n]e−j2πf (n} -}^{}}{1_{)}_{}^{_{}}^{}}$ T|2Fs×∑n=1Nwindoww2[n]

В этом уравнении x [n] - дискретный входной сигнал. В каждом кадре входного сигнала анализатор спектра генерирует как можно больше перекрывающихся окон, причем каждое окно обозначается как ^{x (}p) [n], и вычисляет их периодограммы. Spectrum Analyzer отображает среднее значение наиболее актуальных периодограмм P.

Спектр мощности (Power Spectrum) - спектр мощности является произведением спектральной плотности мощности и ширины полосы разрешения, как указано в следующем уравнении.

$_{Pspectrum} (f) = PSD (f) \times RBW = \frac{_{} PSD (f)}{_{}} \frac{}{}_{}^{} \frac{{_{}^{_{}}^{}^{}}^{}}{{\timesFs\timesNENBWNwindow=1P\sump=1P|\sumn=1NFFTxp[n]e-j2πf}_{(n}^{_{- 1)}}^{}}$ T|2[∑n=1Nwindoww[n]] 2

Спектрограмма - можно построить график любой мощности как спектрограмма. Каждая линия спектрограммы представляет собой одну периодограмму. Временное разрешение каждой строки равно 1/RBW, что является минимально достижимым разрешением. Для достижения требуемого разрешения может потребоваться объединение нескольких периодограмм. Затем используется интерполяция для вычисления неинтегрированных значений 1/RBW. На дисплее спектрограммы время прокручивается сверху вниз, поэтому самые последние данные отображаются в верхней части дисплея. Смещение показывает значение времени, в котором находился центр самой текущей линии спектрограммы.

Частотный вектор

Если установлено значение Auto, частотный вектор для ввода в частотной области вычисляется программным обеспечением.

Если свойству PlotAsTwoSidedSpectrum присвоено значение true, то вектор частоты имеет значение:

$[\frac{}{−SampleRate2}, \frac{}{SampleRate2}]$

Если свойству PlotAsTwoSidedSpectrum присвоено значение false, вектор частоты будет иметь значение:

$[0, \frac{}{SampleRate2}]$

Занятое BW

Занятая BW рассчитывается следующим образом.

Вычислите общую мощность в измеренном диапазоне частот.
Определите более низкое значение частоты. Начиная с самой низкой частоты в диапазоне и двигаясь вверх, мощность, распределенная на каждой частоте, суммируется до тех пор, пока этот результат не будет равен

$\frac{100 -}{CBW}$ % 2
от общей мощности.
Определите верхнее значение частоты. Начиная с самой высокой частоты в диапазоне и двигаясь вниз, мощность, распределенная в каждой частоте, суммируется до тех пор, пока результат не достигнет

$\frac{100 -}{CBW}$ % 2
от общей мощности.
Полоса пропускания между нижними и верхними значениями частоты мощности является занятой полосой пропускания.
Частота на полпути между нижним и верхним значениями частоты является центральной частотой.

Измерения искажений

Измерения искажений вычисляются следующим образом.

Спектральное содержание оценивается путём нахождения пиков в спектре. Когда алгоритм обнаруживает пик, он записывает ширину пика и очищает все монотонно уменьшающиеся значения. То есть алгоритм рассматривает все эти значения так, как если бы они принадлежали пику. Используя этот способ, все спектральное содержимое, центрированное на DC (0 Гц), удаляется из спектра и записывается величина очищенной полосы пропускания (_W0).
Основная мощность (_P1) определяется по оставшемуся максимальному значению отображаемого спектра. Локальная оценка (_Fe1) основной частоты производится вычислением центрального момента мощности вблизи пика. Записывают полосу пропускания содержания основной мощности (_W1). Затем мощность из основы удаляется, как на этапе 1.
Мощность и ширина гармоник высшего порядка (_P2, _W2, _P3, _W3 и т.д.) определяются последовательно путем исследования частот, ближайших к соответствующему кратному локальной оценке (_Fe1). Любое спектральное содержание, которое монотонно уменьшается относительно гармонической частоты, удаляется из спектра первым перед переходом к следующей гармонике.
Как только DC, фундаментальное и гармоническое содержание удаляется из спектра, мощность оставшегося спектра исследуется на его сумму (_Premaining), пиковое значение (_Pmaxspur) и медианное значение (_Pestnoise).
Сумма всей удаленной полосы пропускания вычисляется как _Wsum = _W0 + _W1 + _W2 +... + _Wn.
Сумма степеней гармоник второго и высшего порядка вычисляется как _Pharmonic = _P2 + _P3 + _P4 +... + _Pn.
Сумма мощности шума оценивается как:
$_{Pnoise} =_{(}_{}_{} Premaining\cdotdF+Pest.noise\cdotWsum) /$ RBW
Где dF - абсолютная разница между частотными ячейками, а RBW - разрешающая полоса окна.
Метрики для SNR, THD, SINAD и SFDR затем вычисляются из оценок.

$\begin{array}{l} _{THD=10⋅log10} \frac{(_{}}{_{}} PharmonicP1 \\ )_{} \frac{{SINAD=10⋅log10}_{}}{(_{}_{P1Pharmonic +}} \\ Pnoise)_{} \frac{_{}}{_{SNR=10⋅log10 (}} \\ P1Pnoise)_{} \frac{_{}}{{SFDR=10⋅log10}_{(P1max} (_{}_{Pmaxspur}, max_{(} P2}, \end{array}$ P3,..., Pn)))

Гармонические измерения

Измерения гармонических искажений используют трассу спектра, показанную на дисплее, в качестве входных данных для измерений. Дефолт Hann установка окна анализатора спектра может привести к утечке, которая может полностью маскировать уровень шума измеряемого сигнала.

Гармонические измерения пытаются исправить утечку, игнорируя все частотное содержание, которое монотонно уменьшается от максимума гармонических пиков. Если утечка окна покрывает более 70% полосы частот в спектре, может появиться сообщение о пустом показании (-) для SNR и SINAD. Если приложение может выдержать увеличение эквивалентной полосы пропускания шума (ENBW), рассмотрите возможность использования окна Кайзера с высоким затуханием (до 330 дБ) для минимизации спектральной утечки.
Компонент DC игнорируется.
После оконной обработки ширина каждой гармонической составляющей маскирует мощность шума в окрестности основной частоты и гармоник. Чтобы оценить мощность шума в каждой области, анализатор спектра вычисляет медианный уровень шума в негармонических областях спектра. Затем это значение экстраполируется в каждую область.
интермодуляционные продукты N-го порядка возникают при A * F1 + B * F2,
где F1 и F2 - входные частоты синусоиды, а | A | + | B | = N. A и B - целочисленные значения.
Для интермодуляционных измерений точка перехвата третьего порядка (TOI) вычисляется следующим образом, где P - мощность в децибелах измеренной мощности, относящейся к 1 милливатт (дБм):
- _TOIlower = _PF1 + (_PF2 - P _(2F1-F2) )/2
- _TOIupper = _PF2 + (_PF1 - P _(2F2-F1) )/2
- TOI = + (_TOIlower + _TOIupper )/2

Метод усреднения

Скользящее среднее рассчитывается одним из двух способов:

Running - Для каждого кадра ввода усредняют последние N масштабированных Z векторов, которые вычисляются алгоритмом. Переменная N - это значение, указанное для количества спектральных средних значений. Если алгоритм не имеет достаточно Z векторов, алгоритм использует нули для заполнения пустых элементов.
Exponential - Алгоритм скользящего среднего, использующий метод экспоненциального взвешивания, обновляет весовые коэффициенты и вычисляет скользящее среднее рекурсивно для каждого Z вектора, который входит, используя следующие рекурсивные уравнения:
$\begin{array}{l} _{wN} =_{λ wN} − \\ {\overset{1}{}}_{} + 1z\N \frac{}{_{}} {\overset{=}{}}_{(1} - \frac{}{_{}} 1wN)_{} \end{array}$ z\N − 1 + (1wN) zN
- λ - Коэффициент забывания.
- $_{wN}$ - весовой коэффициент, применяемый к текущему вектору Z.
- $_{zN}$ - текущий Z-вектор.
- ${\overset{}{z}}_{N}$ − 1 - скользящее среднее до предыдущего Z-вектора.
- $(1 \frac{−}{_{}} {\overset{)}{1wN}}_{z}$ fetN − 1 - Влияние предыдущих Z векторов на среднее значение.
- ${\overset{}{z}}_{=}$ N - скользящее среднее, включающее текущий Z-вектор.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Этот блок можно использовать для моделирования видимости в системах, генерирующих код, но не включенных в создаваемый код.

Создание кода HDL
Создание кода Verilog и VHDL для проектов FPGA и ASIC с использованием Coder™ HDL.

Этот блок может использоваться для моделирования видимости в подсистемах, генерирующих код HDL, но не входит в аппаратную реализацию.

Создание кода ПЛК
Создание структурированного текстового кода с помощью Coder™ Simulink ® PLC

Этот блок можно использовать для моделирования видимости в системах, генерирующих код ПЛК, но не включенных в создаваемый код.

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

Этот блок принимает ввод с фиксированной точкой, но преобразует его в double для отображения.

См. также

Темы

Представлен в R2014b

Документация

Анализатор спектра

Описание

Измерения

Программный контроль

Порты

Вход

Port_1 - Визуализация сигналов скаляр | вектор | матрица | массив

Параметры

Настройки спектра

Input domain - Область входного сигнала Time (по умолчанию) | Frequency

Программное использование

Type - Тип отображаемого спектра Power (по умолчанию) | Power density | RMS

Зависимость

Программное использование

View - Вид спектра Spectrum (по умолчанию) | Spectrogram | Spectrum and spectrogram

Программное использование

Sample rate - Частота дискретизации входного сигнала в герцах Inherited (по умолчанию) | положительный скаляр

Программное использование

Method - Метод оценки спектра Filter Bank (по умолчанию) | Welch

Зависимость

Программное использование

Full frequency span - Использовать весь интервал частоты Найквиста on (по умолчанию) | off

Зависимость

Программное использование

Span (Hz) - Частотный диапазон в герцах 10e3 (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

Зависимости

Программное использование

CF (Hz) - Центральная частота в герцах 0 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программное использование

FStart (Hz) - Частота запуска в герцах -5e3 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программное использование

FStop (Hz) - Частота останова в герцах 5e3 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Программное использование

Frequency (Hz) - Частотный вектор Auto (по умолчанию) | Input port | монотонно увеличивающийся вектор

Зависимость

Программное использование

RBW (Hz) - Разрешающая пропускная способность Auto (по умолчанию) | Input port | положительный скаляр

Зависимость

Программное использование

Input units - Единицы частотного ввода Auto (по умолчанию) | dBm | dBV | dBW | Vrms | Watts

Зависимость

Программное использование

Window length - Длина окна в образцах 1024 (по умолчанию) | целое число больше 2

Зависимости

Зависимость

Программное использование

Number of frequency bands - длина БПФ Auto (по умолчанию) | положительное целое число

Зависимости

Программное использование

Taps per band - Количество отводов фильтра 12 (по умолчанию) | положительное целое число

Зависимость

Программное использование

NFFT - Количество точек БПФ Auto (по умолчанию) | положительное целое число

Зависимости

Программное использование

Samples/update - Необходимое количество входных образцов положительный скаляр

Channel - Спектрограмм-канал название канала

Зависимости

Программное использование

Time res. (s) - Разрешение по времени в секундах Auto (по умолчанию) | положительное число

Зависимость

Программное использование

Time span - Временной интервал в секундах Auto (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимость

Программное использование

Overlap (%) - Процент перекрытия сегмента 0 (по умолчанию) | скаляр между 0 и 100

Программное использование

Window - Метод оконной обработки Hann (по умолчанию) | Rectangular | Blackman-Harris | Chebyshev | Flat Top | Hamming | Kaiser | имя функции пользовательского окна

Программное использование

Attenuation - Затухание сиделобе 60 (по умолчанию) | скаляр больше или равен 45

Зависимость

Программное использование

NENBW - Нормализованная эффективная полоса пропускания шума скаляр

Units - Единицы спектра dBm (по умолчанию) | dBW | Watts | Vrms | dBV | dBFS

Программное использование

Full scale - Полный масштаб для блоков dBFS Auto (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

`Port_1` - Визуализация сигналов
скаляр | вектор | матрица | массив

`Input domain` - Область входного сигнала
`Time` (по умолчанию) | `Frequency`

`Type` - Тип отображаемого спектра
`Power` (по умолчанию) | `Power density` | `RMS`

`View` - Вид спектра
`Spectrum` (по умолчанию) | `Spectrogram` | `Spectrum and spectrogram`

`Sample rate` - Частота дискретизации входного сигнала в герцах
`Inherited` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Method` - Метод оценки спектра
`Filter Bank` (по умолчанию) | `Welch`

`Full frequency span` - Использовать весь интервал частоты Найквиста
on (по умолчанию) | off

`Span (Hz)` - Частотный диапазон в герцах
`10e3` (по умолчанию) | действительный положительный скаляр

`CF (Hz)` - Центральная частота в герцах
`0` (по умолчанию) | скаляр

`FStart (Hz)` - Частота запуска в герцах
`-5e3` (по умолчанию) | скаляр

`FStop (Hz)` - Частота останова в герцах
`5e3` (по умолчанию) | скаляр

`Frequency (Hz)` - Частотный вектор
`Auto` (по умолчанию) | `Input port` | монотонно увеличивающийся вектор

`RBW (Hz)` - Разрешающая пропускная способность
`Auto` (по умолчанию) | `Input port` | положительный скаляр

`Input units` - Единицы частотного ввода
`Auto` (по умолчанию) | `dBm` | `dBV` | `dBW` | `Vrms` | `Watts`

`Window length` - Длина окна в образцах
`1024` (по умолчанию) | целое число больше 2

`Number of frequency bands` - длина БПФ
`Auto` (по умолчанию) | положительное целое число

`Taps per band` - Количество отводов фильтра
`12` (по умолчанию) | положительное целое число

`NFFT` - Количество точек БПФ
`Auto` (по умолчанию) | положительное целое число

`Samples/update` - Необходимое количество входных образцов
положительный скаляр

`Channel` - Спектрограмм-канал
название канала

`Time res. (s)` - Разрешение по времени в секундах
`Auto` (по умолчанию) | положительное число

`Time span` - Временной интервал в секундах
`Auto` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Overlap (%)` - Процент перекрытия сегмента
0 (по умолчанию) | скаляр между 0 и 100

`Window` - Метод оконной обработки
`Hann` (по умолчанию) | `Rectangular` | `Blackman-Harris` | `Chebyshev` | `Flat Top` | `Hamming` | `Kaiser` | имя функции пользовательского окна

`Attenuation` - Затухание сиделобе
`60` (по умолчанию) | скаляр больше или равен `45`

`NENBW` - Нормализованная эффективная полоса пропускания шума
скаляр

`Units` - Единицы спектра
`dBm` (по умолчанию) | `dBW` | `Watts` | `Vrms` | `dBV` | `dBFS`

`Full scale` - Полный масштаб для блоков dBFS
`Auto` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

`Averaging method` - Метод сглаживания
`Exponential` (по умолчанию) | `Running`

`Averages` - Количество спектральных средних значений
`1` (по умолчанию) | положительное целое число

`Forgetting factor` - Коэффициент забывания весов
`0.9` (по умолчанию) | скаляр в диапазоне (0,1]

`Reference load` - Опорная нагрузка
`1` (по умолчанию) | положительный вещественный скаляр

`Scale` - Шкала частотной оси
`Linear` (по умолчанию) | `Logarithmic`

`Offset` - Смещение постоянной частоты
`0` (по умолчанию) | скаляр

`Normal trace` - Обычное представление трассировки
on (по умолчанию) | off

`Max hold trace` - Режим просмотра «Максимальная трассировка удержания»
off (по умолчанию) | on

`Min hold trace` - Представление трассировки минимального удержания
off (по умолчанию) | on

`Two-sided spectrum` - Включить двустороннее представление спектра
off (по умолчанию) | on

`Title` - Заголовок дисплея
символьный вектор | строка

`Show legend` - Отображение легенды сигнала
off (по умолчанию) | on

`Show grid` - Показать внутренние линии сетки
on (по умолчанию) | off

`Y-limits (minimum)` - Минимум по оси Y
`-80` (по умолчанию) | скаляр

`Y-limits (maximum)` - Максимум по оси Y
`20` (по умолчанию) | скаляр

`Y-label` - Метка оси Y
символьный вектор | строка

`Color map` - Спектрограмма цветовой карты
`jet(256)` (по умолчанию) | `hot(256)` | `bone(256)` | `cool(256)` | `copper(256)` | `gray(256)` | `parula(256)` | 3-столбчатая матрица

`Color-limits (minimum)` - Не менее спектрограммы
`-80` (по умолчанию) | скаляр

`Color-limits (maximum)` - Максимум спектрограммы
20 (по умолчанию) | скаляр

`Figure color` - Фон окна
серый (по умолчанию) | палитра цветов

`Plot type` - Тип участка
`Line` (по умолчанию) | `Stem`

`Axes colors` - Цвет фона осей
черный (по умолчанию) | палитра цветов

`Properties for line` - Канал для настройки визуальных свойств
названия каналов

`Visible` - Видимость канала
on (по умолчанию) | off

`Line` - Стиль линии
линия, 0,5, желтый (по умолчанию)

`Marker` - Маркеры точек данных
`none` (по умолчанию)

`Axes scaling/Color scaling` - Автоматическое масштабирование осей
`Auto` (по умолчанию) | `Manual` | `After N Updates`

`Do not allow Y-axis/color limits to shrink` - Пределы масштабирования осей
on (по умолчанию) | off

`Number of updates` - Количество обновлений перед масштабированием
`10` (по умолчанию) | положительное число

`Scale limits at stop` - Масштабировать оси на останове
off (по умолчанию) | on

`Data range (%)` - Процент осей
100 (по умолчанию) | число в диапазоне [1100]

`Align` - Выравнивание по осям
`Center` (по умолчанию) | `Bottom` | `Top` | `Left` | `Right`