powermeter

Измерьте степень сигнала напряжения

Описание

powermeter Система object™ вычисляет измерения мощности сигнала напряжения. Измерения мощности включают среднюю степень, пиковую мощность и отношение степени пика к среднему значению. Объект использует метод раздвижного окна, чтобы вычислить эти измерения. Для получения дополнительной информации см. Алгоритмы.

Измерять степень сигнала напряжения:

Создайте powermeter объект и набор его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты?

Создание

Синтаксис

meter = powermeter(len)

meter = powermeter(Len,Overlap)

meter = powermeter(Name,Value)

Описание

meter = powermeter(len) возвращает объект метра степени с WindowLength набор свойств к len.

meter = powermeter(Len,Overlap) устанавливает WindowLength свойство к Len и OverlapLength свойство к Overlap.

пример

meter = powermeter(Name,Value) возвращает объект метра степени с каждым заданным набором свойств к заданному значению. Заключите каждое имя свойства в кавычки. Можно использовать этот синтаксис с предыдущим входным параметром.

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их, и release функция разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты.

`Measurement` — Желаемое измерение мощности
`'Average power'` (значение по умолчанию) | `'Peak power'` | `'Peak-to-average power ratio'` | `'All'`

Желаемое измерение мощности в виде одного из следующего:

'Average power' (значение по умолчанию)
'Peak power'
'Peak-to-average power ratio'
'All'

Для получения дополнительной информации о том, как объект вычисляет эти измерения, см. Алгоритмы.

`WindowLength` — Длина окна
256 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Длина окна, по которой измерение вычисляется в виде положительного целого числа.

`OverlapLength` — Перекройте длину между окнами
`WindowLength` − 1 (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число

Перекройте длину между раздвижными окнами в виде неотрицательного целого числа. Значение длины перекрытия варьируется по области значений [0, WindowLength − 1]. Если не заданный, длиной перекрытия является WindowLength − 1.

`ReferenceLoad` — Ссылочная загрузка в Омах
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в Омах

Ссылочная загрузка, что метр степени используется для расчета значений степени в виде действительного, положительной скалярной величины в Омах.

Настраиваемый: да

Типы данных: single | double

`PowerUnits` — Модули измеренных значений степени
`'dBm'` (значение по умолчанию) | `'dBW'` | `'Watts'`

Модули измеренных значений степени в виде одного из следующего:

'dBm'
'dBW'
'Watts'

Использование

Синтаксис

avgpwr = meter(x)

peakpwr = meter(x)

papr = meter(x)

[avgpwr,peakpwr,papr] = meter(x)

Описание

пример

avgpwr = meter(x) вычисляет среднюю степень входного сигнала x когда Measurement свойство установлено в 'Average power'. Каждый столбец x независимый канал. Объект вычисляет среднюю степень каждого канала входного сигнала независимо.

peakpwr = meter(x) вычисляет пиковую мощность входного сигнала x когда Measurement свойство установлено в 'Peak power'. Каждый столбец x независимый канал. Объект вычисляет пиковую мощность каждого канала входного сигнала независимо.

papr = meter(x) вычисляет отношение степени пика к среднему значению входного сигнала x когда Measurement свойство установлено в 'Peak-to-average power ratio'. Каждый столбец x независимый канал. Объект вычисляет отношение степени пика к среднему значению каждого канала входного сигнала независимо.

пример

[avgpwr,peakpwr,papr] = meter(x) вычисляет среднюю степень, пиковую мощность и отношение степени пика к среднему значению входного сигнала x когда Measurement свойство установлено в 'All'. Каждый столбец x независимый канал. Объект вычисляет измерения мощности каждого канала входного сигнала независимо.

Входные параметры

развернуть все

`x` — Сигнал входного напряжения
вектор | матрица

Сигнал входного напряжения в виде вектора или матрицы, и измеренный в вольтах. Если x матрица, каждый столбец обработан как независимый канал. Измерение мощности вычисляется вдоль каждого канала с помощью Метода Раздвижного окна.

Объект также принимает входные параметры переменного размера. Таким образом, если объект заблокирован, можно изменить размер каждого входного канала, но вы не можете изменить количество каналов.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного числа: Да

Выходные аргументы

развернуть все

`avgpwr` — Средняя степень
вектор | матрица

Средняя степень сигнала напряжения, возвращенного как вектор или матрица, и измеренный в модулях, определяется PowerUnits свойство. Для получения дополнительной информации о том, как объект вычисляет среднюю степень, смотрите Среднюю Степень.

Типы данных: single | double

`peakpwr` — Пиковая мощность
вектор | матрица

Пиковая мощность сигнала напряжения, возвращенного как вектор или матрица, и измеренный в модулях, определяется PowerUnits свойство. Для получения дополнительной информации о том, как объект вычисляет пиковую мощность, смотрите Пиковую мощность.

Типы данных: single | double

`papr` — Отношение степени пика к среднему значению
вектор | матрица

Отношение степени пика к среднему значению сигнала напряжения, возвращенного как вектор или матрица. Для получения дополнительной информации о том, как объект вычисляет отношение степени пика к среднему значению, смотрите Отношение Степени Пика к среднему значению.

Типы данных: single | double

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

Характерный для всех системных объектов

`step`	Запустите алгоритм Системного объекта
`release`	Высвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
`reset`	Сбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

свернуть все

Вычислите измерения мощности сигнала напряжения

Скрипт Open Live Script

Вычислите измерения мощности шумного синусоидального сигнала с помощью метра степени. Эти измерения включают среднюю степень, пиковую мощность и отношение степени пика к среднему значению.

Примите максимальное напряжение сигнала быть 100 В. Мгновенные значения синусоидальной формы волны даны уравнением $Vi = Vmax \times \sin (2 π ft)$ , где $V i$ мгновенное значение, $V m a x$ максимальное напряжение сигнала, и $f$ частота сигнала в Гц.

Инициализация

Входной сигнал является суммой двух синусоид с набором частот к 1 кГц и 10 кГц, соответственно. Длина системы координат и частота дискретизации сгенерированного сигнала являются 512 выборками и 44,1 кГц, соответственно.

Чтобы измерить степень в этом сигнале, создайте powermeter объект. Установите 'Measurement' к 'All'. Эта установка включает объекту измерить среднюю степень, пиковую мощность и отношение степени пика к среднему значению. Установите длину раздвижного окна к 16 выборкам и ссылочной загрузке в 50 Ohms. Используйте этот объект измерить степень в dBm модули. Визуализируйте измерения мощности с помощью timescope объект.

FrameLength = 512;
Fs = 44.1e3;
A = 100;
sine1 = dsp.SineWave('Amplitude',A,...
    'Frequency',1e3,...
    'SampleRate',44.1e3,...
    'SamplesPerFrame',FrameLength);
sine2 = dsp.SineWave('Amplitude',A,...
    'Frequency',10e3,...
    'SampleRate',44.1e3,...
    'SamplesPerFrame',FrameLength);
pm  = powermeter(16, 'Measurement', 'All', ...
                     'ReferenceLoad', 50, ...
                     'PowerUnits', 'dBm');
scope  = timescope('NumInputPorts',4,'SampleRate',Fs,...
                   'TimeSpanSource','property',...
                   'TimeSpan',96,...
                   'YLabel','dBm',...
                   'YLimits',[-30 90]);
title = 'Power Measurements';
scope.ChannelNames = {'Average power',...
    'Peak power','Peak-to-average power ratio',...
    'Expected Average Power'};
scope.Title = title;

Вычислите измерения мощности

Добавьте нулевой средний белый Гауссов шум со стандартным отклонением 0,001 к сумме синусоид. Варьируйтесь амплитуда синусоид. Измерьте среднюю степень, пиковую мощность и отношение степени пика к среднему значению этого шумного синусоидального сигнала, который имеет различную амплитуду. Для получения дополнительной информации о том, как объект измеряет эти значения степени, см. Алгоритмы. Сравните измеренные значения с ожидаемым значением средней степени.

Ожидаемое значение средней степени $P$ из шумного синусоидального сигнала дан следующим уравнением.

$P = \frac{A_{1}^{2}}{2 R} + \frac{A_{2}^{2}}{2 R} + var (noise),$

где,

$A_{1}$ амплитуда первого синусоидального сигнала.
$A_{2}$ амплитуда второго синусоидального сигнала.
$R$ ссылочная загрузка в Омах.

В dBm, ожидаемая степень вычисляется с помощью следующего уравнения:

${expPwr}_{dBm} = 10 \log_{10} (P) + 30 .$

Сравните ожидаемое значение со значением, вычисленным объектом. Все значения находятся в dBm. Эти значения соответствуют очень тесно. Чтобы проверить, просмотрите вычисленные измерения с помощью timescope объект.

Vect = [1/8 1/2 1 2 1 1/2 1/8 1/16 1/32];
for index = 1:length(Vect)
    V = Vect(index);
    for i = 1:1000
        x = V*sine1()+V*sine2()+0.001.*randn(FrameLength,1);
        P = (((V*A)^2)/100)+(((V*A)^2)/100)+(0.001)^2;
        expPwr = (10*log10(P)+30)*ones(FrameLength,1);
        [avgPwr,pkPwr,papr] = pm(x);
        scope(avgPwr,pkPwr,papr,expPwr);
    end
end

Алгоритмы

развернуть все

Метод раздвижного окна

В методе раздвижного окна измерение мощности вычисляется по конечной длительности сигнала. Длина окна задает длину данных, по которым алгоритм вычисляет значение степени. Перемещения окна как новые данные входят. Выход для каждой входной выборки является измерением, сделанным по текущей выборке и Лену – 1 предыдущая выборка. Лен является длиной раздвижного окна в выборках. Чтобы вычислить первого Лена – 1 выходные параметры, когда окно еще не имеет достаточного количества данных, алгоритм, заполняют окно нулями. Как пример, чтобы вычислить среднюю степень, когда вторая входная выборка входит, алгоритм заполняет окно Леном – 2 нуля. Входной сигнал x затем две выборки данных, сопровождаемые Леном – 2 нуля.

Для более подробного примера см. Метод Раздвижного окна.

Если окно является большим, вычисленная степень ближе к стационарной степени данных. Для данных, которые не изменяются быстро, используйте длинное окно, чтобы получить более сглаженное измерение. Для данных, которые изменяются быстро, используйте меньшее окно.

Средняя степень

Средняя степень сигнала напряжения вычисляется с помощью Метода Раздвижного окна и дана следующими уравнениями:

$A v g P o w e r_{d B m} = 10 \log_{10} (movAvg ({| x |}^{2}) / R) + 30$

$A v g P o w e r_{d B W} = 10 \log_{10} (movAvg ({| x |}^{2}) / R)$

$A v g P o w e r_{W a t t s} = movAvg ({| x |}^{2}) / R$

где,

x является сигналом входного напряжения.
R является ссылочной загрузкой (в Омах), который используется для расчета значение степени.
movAvg вычисляет скользящее среднее значение с помощью метода раздвижного окна. powermeter объект в MATLAB^® использует dsp.MovingAverage возразите и блок Power Meter в Simulink^® использует блок Moving Average.

Пиковая мощность

Пиковая мощность сигнала напряжения вычисляется с помощью Метода Раздвижного окна и дана следующими уравнениями:

$P e a k P o w e r_{d B m} = 10 \log_{10} (movMax ({| x |}^{2}) / R) + 30$

$P e a k P o w e r_{d B W} = 10 \log_{10} (movMax ({| x |}^{2}) / R)$

$P e a k P o w e r_{W a t t s} = movMax ({| x |}^{2}) / R$

где,

x является сигналом входного напряжения.
R является ссылочной загрузкой (в Омах), который используется для расчета значение степени.
movMax вычисляет движущийся максимум с помощью метода раздвижного окна. powermeter объект в MATLAB использует dsp.MovingMaximum возразите и блок Power Meter в Simulink использует блок Moving Maximum.

Отношение степени пика к среднему значению

Отношение степени пика к среднему значению сигнала напряжения вычисляется с помощью Метода Раздвижного окна и дано следующими уравнениями:

$p k A v g P w r_{d B m} = 10 \log_{10} (movMax ({| x |}^{2}) / movAvg ({| x |}^{2}))$

$p k A v g P w r_{d B W} = 10 \log_{10} (movMax ({| x |}^{2}) / movAvg ({| x |}^{2}))$

$p k A v g P w r_{W a t t s} = movMax ({| x |}^{2}) / movAvg ({| x |}^{2})$

где,

x является сигналом входного напряжения.
movAvg вычисляет скользящее среднее значение с помощью метода раздвижного окна. powermeter объект в MATLAB использует dsp.MovingAverage возразите и блок Power Meter в Simulink использует блок Moving Average.
movMax вычисляет движущийся максимум с помощью метода раздвижного окна. powermeter объект в MATLAB использует dsp.MovingMaximum возразите и блок Power Meter в Simulink использует блок Moving Maximum.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Смотрите также

Введенный в R2021a

Документация

powermeter

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

`Measurement` — Желаемое измерение мощности
`'Average power'` (значение по умолчанию) | `'Peak power'` | `'Peak-to-average power ratio'` | `'All'`

`WindowLength` — Длина окна
256 (значение по умолчанию) | положительное целое число

`OverlapLength` — Перекройте длину между окнами
`WindowLength` − 1 (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число

`ReferenceLoad` — Ссылочная загрузка в Омах
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в Омах

`PowerUnits` — Модули измеренных значений степени
`'dBm'` (значение по умолчанию) | `'dBW'` | `'Watts'`

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

`x` — Сигнал входного напряжения
вектор | матрица

Выходные аргументы

`avgpwr` — Средняя степень
вектор | матрица

`peakpwr` — Пиковая мощность
вектор | матрица

`papr` — Отношение степени пика к среднему значению
вектор | матрица

Функции объекта

Характерный для всех системных объектов

Примеры

Вычислите измерения мощности сигнала напряжения

Алгоритмы

Метод раздвижного окна

Средняя степень

Пиковая мощность

Отношение степени пика к среднему значению

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Объекты

Блоки

Темы

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

Документация

powermeter

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

Measurement — Желаемое измерение мощности 'Average power' (значение по умолчанию) | 'Peak power' | 'Peak-to-average power ratio' | 'All'

WindowLength — Длина окна256 (значение по умолчанию) | положительное целое число

OverlapLength — Перекройте длину между окнами WindowLength − 1 (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число

ReferenceLoad — Ссылочная загрузка в Омах1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в Омах

PowerUnits — Модули измеренных значений степени 'dBm' (значение по умолчанию) | 'dBW' | 'Watts'

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

x — Сигнал входного напряжения вектор | матрица

Выходные аргументы

avgpwr — Средняя степень вектор | матрица

peakpwr — Пиковая мощность вектор | матрица

papr — Отношение степени пика к среднему значению вектор | матрица

Функции объекта

Характерный для всех системных объектов

Примеры

Вычислите измерения мощности сигнала напряжения

Алгоритмы

Метод раздвижного окна

Средняя степень

Пиковая мощность

Отношение степени пика к среднему значению

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Объекты

Блоки

Темы

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

`Measurement` — Желаемое измерение мощности
`'Average power'` (значение по умолчанию) | `'Peak power'` | `'Peak-to-average power ratio'` | `'All'`

`WindowLength` — Длина окна
256 (значение по умолчанию) | положительное целое число

`OverlapLength` — Перекройте длину между окнами
`WindowLength` − 1 (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число

`ReferenceLoad` — Ссылочная загрузка в Омах
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в Омах

`PowerUnits` — Модули измеренных значений степени
`'dBm'` (значение по умолчанию) | `'dBW'` | `'Watts'`

`x` — Сигнал входного напряжения
вектор | матрица

`avgpwr` — Средняя степень
вектор | матрица

`peakpwr` — Пиковая мощность
вектор | матрица

`papr` — Отношение степени пика к среднему значению
вектор | матрица

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.