Документация

r = sfdr(x) возвращает ложный свободный динамический диапазон (SFDR), r, в дБ действительного синусоидального сигнала, x. sfdr вычисляет спектр мощности с использованием модифицированной периодограммы и окна Кайзера с β = 38. Среднее вычитается из x перед вычислением спектра мощности. Количество точек, используемых при вычислении дискретного преобразования Фурье (DFT), равно длине сигнала, x.

r = sfdr(x,fs) возвращает SFDR входного сигнала временной области, x, когда частота выборки, fs, указывается. Значение по умолчанию fs 1 Гц.

r = sfdr(x,fs,msd) возвращает SFDR, учитывая только те шпоры, которые отделены от основной (несущей) частоты минимальным расстоянием шпоры, msd, указанное в циклах/единицу времени. Частота выборки составляет fs. Если несущая частота равна Fc, то все шпоры в интервале (Fc-msd, Fc+msd) игнорируются.

r = sfdr(sxx,f,'power') возвращает SFDR одностороннего спектра мощности действительного сигнала, sxx. f - вектор частот, соответствующий оценкам мощности в sxx. Первый элемент f должно быть равно 0. Алгоритм удаляет всю мощность, которая монотонно уменьшается от ячейки постоянного тока.

r = sfdr(sxx,f,msd,'power') возвращает SFDR, учитывая только те шпоры, которые отделены от основной (несущей) частоты минимальным расстоянием шпоры, msd. Если несущая частота равна Fc, то все шпоры в интервале (Fc-msd, Fc+msd) игнорируются. При вводе в sfdr - спектр мощности, определяющий msd может предотвратить выявление высоких уровней сайлоба в качестве шпор.

[r,spurpow,spurfreq] = sfdr(___) возвращает мощность и частоту самой большой шпоры.

sfdr(___) без выходных аргументов отображает спектр сигнала в окне текущего рисунка. Для рисования основного компонента, значения постоянного тока и остальной части спектра используются различные цвета. Она затеняет SFDR и отображает его значение над графиком. Он также маркирует фундаментальный и самый большой отрог.

Примеры

SFDR синусоидальной системы

Получите SFDR для тонального сигнала 10 МГц с амплитудой 1, дискретизированной на частоте 100 МГц. Имеется шпора на 1-й гармонике (20 МГц) с амплитудой $3,16 ×^{}$ 10-4.

deltat = 1e-8;
fs = 1/deltat;
t = 0:deltat:1e-5-deltat;
x = cos(2*pi*10e6*t)+3.16e-4*cos(2*pi*20e6*t);
r = sfdr(x,fs)

r = 70.0063

Отображение спектра сигнала. Аннотируйте основание, значение DC, шпору и SFDR.

sfdr(x,fs);

Figure contains an axes. The axes with title SFDR: 70.01 dB contains 9 objects of type patch, line, text. These objects represent SFDR, Fundamental, Spurs, DC (excluded).

Минимальное расстояние между отгибами

Получите SFDR для тонального сигнала 10 МГц с амплитудой 1, дискретизированной на частоте 100 МГц. Имеется шпора на 1-й гармонике (20 МГц) с амплитудой $3,16 ×^{}$ 10-4 и ещё одна шпора на 25 МГц с амплитудой $^{}$ 10-5. Пропустите первую гармонику, используя минимальное расстояние между пружинами 11 МГц.

deltat = 1e-8;
fs = 1/deltat;
t = 0:deltat:1e-5-deltat;
x = cos(2*pi*10e6*t)+3.16e-4*cos(2*pi*20e6*t)+ ...
    0.1e-5*cos(2*pi*25e6*t);
r = sfdr(x,fs,11e6)

r = 120.0000

Отображение спектра сигнала. Аннотируйте основные, значения DC, шпоры и SFDR.

sfdr(x,fs,11e6);

Figure contains an axes. The axes with title SFDR: 120.00 dB contains 9 objects of type patch, line, text. These objects represent SFDR, Fundamental, Spurs, DC (excluded).

SFDR из периодограммы

Получение спектра мощности тонального сигнала 10 МГц с амплитудой 1, дискретизированной на частоте 100 МГц. Имеется шпора на 1-й гармонике (20 МГц) с амплитудой $3,16 ×^{}$ 10-4. Используйте односторонний спектр мощности и вектор соответствующих частот в Гц для вычисления SFDR.

deltat = 1e-8;
fs = 1/deltat;
t = 0:deltat:1e-6-deltat;
x = cos(2*pi*10e6*t)+3.16e-4*cos(2*pi*20e6*t);
[sxx,f] = periodogram(x,rectwin(length(x)),length(x),fs,'power');
r = sfdr(sxx,f,'power');

Отображение спектра сигнала. Аннотирование основы, значения DC, первой шпоры и SFDR.

sfdr(sxx,f,'power');

Figure contains an axes. The axes with title SFDR: 70.01 dB contains 9 objects of type patch, line, text. These objects represent SFDR, Fundamental, Spurs, DC (excluded).

Частота и мощность наибольшего отрога

Определите частоту в МГц для самой большой шпоры. Входной сигнал представляет собой тональный сигнал 10 МГц с амплитудой 1, дискретизированной на частоте 100 МГц. Имеется шпора на первой гармонике (20 МГц) с амплитудой $3,16 ×^{}$ 10-4.

deltat = 1e-8;
t = 0:deltat:1e-6-deltat;
x = cos(2*pi*10e6*t)+3.16e-4*cos(2*pi*20e6*t);
[r,spurpow,spurfreq] = sfdr(x,1/deltat);
spur_MHz = spurfreq/1e6

spur_MHz = 20

SFDR из временных рядов

Создайте наложение трёх синусоид, с частотами 9,8, 14,7 и 19,6 кГц, в белом гауссовом аддитивном шуме. Дискретизация сигнала производится на частоте 44,1 кГц. Синусоидальная волна 9,8 кГц имеет амплитуду 1 вольт, волна 14,7 кГц имеет амплитуду 100 микровольт, а сигнал 19,6 кГц имеет амплитуду 30 микровольт. Шум имеет среднее значение 0 и дисперсию 0,01 мкм. Кроме того, сигнал имеет сдвиг постоянного тока 0,1 В.

rng default

Fs = 44.1e3;
f1 = 9.8e3;
f2 = 14.7e3;
f3 = 19.6e3;
N = 900;

nT = (0:N-1)/Fs;
x = 0.1+sin(2*pi*f1*nT)+100e-6*sin(2*pi*f2*nT) ...
    +30e-6*sin(2*pi*f3*nT)+sqrt(1e-8)*randn(1,N);

Постройте график спектра и SFDR сигнала. Отображение его фундаментальной и самой большой шпоры. Уровень постоянного тока исключается из вычисления SFDR.

sfdr(x,Fs);

Figure contains an axes. The axes with title SFDR: 79.52 dB contains 9 objects of type patch, line, text. These objects represent SFDR, Fundamental, Spurs, DC (excluded).

Входные аргументы

`x` - Синусоидальный сигнал с действительным значением
вектор строки | вектор столбца

Синусоидальный сигнал с действительным значением, определяемый как вектор строки или столбца. Среднее вычитается из x перед получением спектра мощности для вычисления SFDR.

Пример: x = cos(pi/4*(0:79))+1e-4*cos(pi/2*(0:79));

Типы данных: double

`fs` - Частота выборки
1 (по умолчанию) | положительный скаляр

Частота дискретизации сигнала в циклах/единицу времени, заданная как положительный скаляр. Если единица времени - секунды, fs в Гц.

Типы данных: double

`msd` - Минимальное расстояние между шпорами
0 (по умолчанию) | положительный скаляр

Минимальное количество дискретных ячеек преобразования Фурье (DFT) для игнорирования в вычислениях SFDR, заданных как положительный скаляр. Этот аргумент можно использовать для игнорирования шпор или боковых лопастей, которые возникают в непосредственной близости от основной частоты. Например, если частота несущей равна Fc, то все шпоры в диапазоне (Fc-msd, Fc+msd) игнорируются.

Типы данных: double

`sxx` - Односторонний спектр мощности
вектор строки или столбца положительных чисел

Односторонний спектр мощности для использования в вычислениях SFDR, определяемый как вектор строки или столбца.

Спектр мощности должен быть выражен в линейных единицах, а не децибелах. Использовать db2pow для преобразования децибел в значения мощности.

Пример: [sxx,f] = periodogram(cos(pi./[4;2]*(0:159))'+randn(160,2),'power') задает оценку спектра мощности периодограммы шумной двухканальной синусоиды, дискретизированной на частоте 2δ Гц, и частоты, на которых она вычисляется.

Типы данных: double

`f` - Вектор частот
вектор строки или столбца неотрицательных чисел

Вектор частот, соответствующих оценкам мощности в sxx, указан как вектор строки или столбца.

Выходные аргументы

`r` - Ложный свободный динамический диапазон
скаляр с действительным значением

Ложный свободный динамический диапазон в дБ, заданный как действительный скаляр. Ложный свободный динамический диапазон - это разность дБ между мощностью на пиковой частоте и мощностью на следующей наибольшей частоте (spur). Если входные данные являются данными временного ряда, то оценки мощности получают из модифицированной периодограммы с использованием окна Хэмминга. Длина ДПФ, используемого в периодограмме, равна длине входного сигнала, x. Если вы хотите использовать другой спектр мощности в качестве основы для измерения SFDR, вы можете ввести свой спектр мощности с помощью 'power' флаг.

Типы данных: double

`spurpow` - мощность самой большой шпоры
скаляр с действительным значением

Мощность в дБ наибольшей шпоры, заданная как действительный скаляр.

Типы данных: double

`spurfreq` - частота наибольшей шпоры
скаляр с действительным значением

Частота в Гц наибольшей шпоры, заданная как действительный скаляр. Если частота выборки не указана в качестве входного аргумента, sfdr предполагает частоту дискретизации 1 Гц.

Типы данных: double

Подробнее