Измерение мощности сигнала

Мощность сигнала - это сумма абсолютных квадратов его отсчетов во временной области, деленная на длину сигнала, или, что эквивалентно, квадрат его среднеквадратичного уровня. Функция bandpower позволяет оценить мощность сигнала за один шаг.

Рассмотрим единичную чирпу, встроенную в белый гауссов шум и отобранную на частоте 1 кГц в течение 1,2 секунды. Частота чирпа увеличивается за одну секунду с начального значения 100 Гц до 300 Гц. Шум имеет дисперсию $$\mathrm{}\mathrm{}{\mathrm{}}^{\mathrm{0,012}}$$. Сбросьте генератор случайных чисел для воспроизводимых результатов.

N = 1200;
Fs = 1000;
t = (0:N-1)/Fs;

sigma = 0.01;
rng('default')

s = chirp(t,100,1,300)+sigma*randn(size(t));

Убедитесь, что оценка мощности дана bandpower эквивалентно определению.

pRMS = rms(s)^2

pRMS = 0.5003

powbp = bandpower(s,Fs,[0 Fs/2])

powbp = 0.5005

Используйте obw функция оценки ширины полосы частот, которая содержит 99% мощности сигнала, нижнюю и верхнюю границы полосы частот и мощность в полосе частот. Функция также строит график оценки спектра и аннотирует занимаемую полосу пропускания.

obw(s,Fs);

[wd,lo,hi,power] = obw(s,Fs);
powtot = power/0.99

powtot = 0.5003

Нелинейный усилитель мощности получает синусоиду 60 Гц в качестве входного сигнала и выдает шумный сигнал с искажением третьего порядка. Сигнал отбирается при частоте 3,6 кГц в течение 2 секунд.

Fs = 3600;
t = 0:1/Fs:2-1/Fs;
x = sin(2*pi*60*t);
y = polyval(ones(1,4),x) + randn(size(x));

Поскольку усилитель вносит искажение третьего порядка, ожидается, что выходной сигнал будет иметь:

Используйте thd функция визуализации спектра сигнала. Аннотировать основные и гармоники.

thd(y,Fs);

Использовать bandpower для определения мощности, хранящейся в фундаментальной и гармонике. Выражайте каждое значение в процентах от общей мощности и в децибелах. Отображение значений в виде таблицы.

pwrTot = bandpower(y,Fs,[0 Fs/2]);

Harmonic = {'Fundamental';'First';'Second'};

Freqs = [60 120 180]';

Power = zeros([3 1]);
for k = 1:3
    Power(k) = bandpower(y,Fs,Freqs(k)+[-10 10]);
end

Percent = Power/pwrTot*100;

inDB = pow2db(Power);

T = table(Freqs,Power,Percent,inDB,'RowNames',Harmonic)

T=3×4 table
                   Freqs     Power     Percent     inDB  
                   _____    _______    _______    _______

    Fundamental      60      1.5777    31.788      1.9804
    First           120     0.13141    2.6476     -8.8137
    Second          180     0.04672    0.9413     -13.305

См. также

bandpower | pow2db | pwelch | snr

Связанные темы

• Практическое введение в анализ частотной области