周期图
周期图功率谱密度估计
语法
描述
(___)=周期图(___,如果返回PSD的估计spectrumtype)spectrumtype被指定为psd的并返回功率谱spectrumtype被指定为“权力”。
周期图(___)没有输出参数的周期图块PSD单位频率估计在dB在当前图窗口。
例子
周期图使用默认的输入
获得一个输入信号的周期图组成的离散正弦信号的角频率 rad /样本与添加剂 白噪声。
创建一个正弦波的角频率 rad /样本与添加剂 白噪声。信号是320样品的长度。获得周期图使用默认的矩形窗口和DFT长度。DFT长度下的两个大于信号的长度,或512分。由于信号是实值,甚至长度、周期图是片面的,有512/2 + 1分。
n = 0:319;x = cos(π/ 4 * n) + randn(大小(n));[pxx w] =周期图(x);情节(w, 10 * log10 (pxx))
情节重复使用周期图没有输出。
周期图(x)
改进的周期图和汉明窗
获得一个输入信号的修正周期图组成的离散正弦信号的角频率 弧度/样本与添加剂 白噪声。
创建一个正弦波的角频率 弧度/样本与添加剂 白噪声。信号是320样品的长度。得到改进的周期图使用汉明窗DFT和默认长度。DFT长度下的两个大于信号的长度,或512分。由于信号是实值,甚至长度、周期图是片面的,有512/2 + 1分。
n = 0:319;x = cos(π/ 4 * n) + randn(大小(n));周期图(x,汉明(长度(x)))
DFT长度等于信号长度
获得一个输入信号的周期图组成的离散正弦信号的角频率 弧度/样本与添加剂 白噪声。用DFT长度等于信号长度。
创建一个正弦波的角频率 弧度/样本与添加剂 白噪声。信号是320样品的长度。获得周期图使用默认的矩形窗口和DFT的长度等于信号。因为信号实值,片面的周期图返回默认长度等于320/2 + 1。
n = 0:319;x = cos(π/ 4 * n) + randn(大小(n));nfft =长度(x);周期图(x, [], nfft)
相对太阳黑子数目的周期图
获得狼的周期图(相对太阳黑子)采样数据数量每年在1700和1987之间。
负载相对太阳黑子数量数据。获得周期图使用默认的矩形窗口和DFT点数(512在这个例子)。这些数据的采样率是1样例/年。绘制周期图。
负载sunspot.datrelNums =太阳黑子(:,2);[pxx f] =周期图(relNums, [] [], 1);情节(f, 10 * log10 (pxx))包含(“周期/年”)ylabel (“dB /(周期/年)”)标题(“相对太阳黑子数量数据的周期图”)
你看到在前面的图中有一个峰值在大约0.1周期/年周期图,这表明大约10年的时间。
周期图在给定的归一化频率
获得一个输入信号的周期图组成的两个离散正弦曲线频率有棱角的 和 rad /样品的添加剂 白噪声。获得双边周期图估计 和 rad /样品。比较片面的周期图的结果。
n = 0:319;x = cos(π/ 4 * n) + 0.5 *罪(π/ 2 * n) + randn(大小(n));[pxx, w] =周期图(x,[],[π/ 4π/ 2]);pxx
pxx =1×214.0589 - 2.8872
[pxx1, w1] =周期图(x);情节(w1 /πpxx1 w /π,2 * pxx,“o”)传说(“pxx1”,“2 * pxx”)包含(“ω\ / \π”)
周期图值获得1/2片面的周期图中的值。当你评估一组特定的频率的周期图,输出是一个双面的估计。
周期图在一个给定的一组循环频率
创建一个信号组成的两个正弦波与100和200赫兹的频率N(0,1)加性白噪声。采样频率是1 kHz。获得双边周期图在100和200赫兹。
fs = 1000;t = 0:0.001:1 - 0.001;x = cos(2 *π* 100 * t) +罪(2 *π* 200 * t) + randn(大小(t));频率= (100 - 200);pxx =周期图(x,[],频率,fs)
pxx =1×20.2647 - 0.2313
上下95%的信心
下面的例子说明了信心的使用范围和周期图。虽然没有统计学意义的必要条件,低频率的周期图绑定超过上信心前往周边PSD估计标明显著振荡时间序列。
创建一个信号包含100 Hz, 150 Hz的叠加正弦波加白色N(0,1)噪音。两个正弦波的振幅是1。采样频率是1 kHz。
fs = 1000;t = 0:1 / fs: 1 - 1 / f;x = cos(2 *π* 100 * t) +罪(2 *π* 150 * t) + randn(大小(t));
获得周期图PSD估计有95%的信心。情节的周期图以及置信区间和放大频率附近的100和150赫兹。
[pxx f, pxxc] =周期图(x, rectwin(长度(x)),长度(x), fs,…“ConfidenceLevel”,0.95);情节(f, 10 * log10 (pxx))在情节(f, 10 * log10 (pxxc),“-”。)xlim(175年[85])包含(“赫兹”)ylabel (“dB /赫兹”)标题(“周期图有95%信心的界限”)
低信心绑定在100和150赫兹的附近是远远高于上部信心绑定外附近的100和150赫兹。
DC-Centered周期图
获得一个100 Hz正弦波周期图的添加剂
噪音。在1千赫采样的数据。使用“中心”选择获取DC-centered周期图和策划的结果。
fs = 1000;t = 0:0.001:1 - 0.001;x = cos(2 *π* 100 * t) + randn(大小(t));周期图(x,[],长度(x), fs,“中心”)
重新分配周期图
产生一个信号,由一个200 Hz正弦信号嵌入在高斯白噪声。在1 kHz信号采样1秒。噪声的方差为0.01²。重置的随机数字生成器可重复的结果。
rng (“默认”Fs = 1000;t = 0:1 / Fs: 1 - 1 / f;N =长度(t);x =罪(2 *π* t * 200) + 0.01 * randn(大小(t));
利用FFT计算信号的功率谱,规范化的信号长度。正弦信号在本•,所有的权力都集中在单一频率样本。画出片面的光谱。放大的附近。
q = fft (x, N);ff = 0: Fs / N: Fs-Fs / N;fft算法= q * q ' / N ^ 2
fft算法= 0.4997
ff = ff(1:地板(N / 2) + 1);q = q(1:地板(N / 2) + 1);茎(ff、abs (q) / N,‘*’轴([190 210 0 0.55])
使用周期图计算信号的功率谱。指定一个损害窗口和一个FFT长度为1024。发现差异百分比估计在200赫兹和实际价值。
风=损害(N);(双关语,fr) =周期图(Fs x,风,1024年,“权力”);持有在茎(fr,双关)
periodogErr = abs (max(双关语)fft算法)/ fft算法* 100
periodogErr = 4.7349
再计算功率谱,但这一次使用重新分配。画出新的估计和比较与FFT的最大价值。
[之前,英国《金融时报》,pxx, fx =周期图(Fs x,风,1024年,“权力”,“重新分配”);茎(外汇、前)从传奇(“原始”,“周期图”,“重新分配”)
reassignErr = abs (max(前)fft算法)/ fft算法* 100
reassignErr = 0.0779
力量的估计正弦信号
估计一个特定频率的正弦信号使用的力量“权力”选择。
创建一个100 Hz正弦信号在采样时间1秒1 kHz。正弦波的振幅为1.8,相当于1.8²/ 2 = 1.62的幂。估计使用的力量“权力”选择。
fs = 1000;t = 0:1 / fs: 1 - 1 / f;x = 1.8 * cos(2 *π* 100 * t);[pxx f] =周期图(x,汉明(长度(x)),长度(x), fs,“权力”);[压水式反应堆,idx] = max (pxx);流(的最大能力发生在% 3.1 f赫兹\ n 'f (idx))
最大力量发生在100.0赫兹
流(的力量估计是% 2.2 f \ n '压水式反应堆)
估计是1.62
周期图PSD的估计一个多路信号
产生1024个样本的多通道信号三正弦曲线组成的添加剂 高斯白噪声。正弦信号的频率 , , rad /样品。使用周期图估计信号的PSD和情节。
N = 1024;n = 0: n - 1;w = pi. / [2, 3, 4);x = cos (w * n) ' + randn(长度(n), 3);周期图(x)
计算修正周期图使用生成的C代码
创建一个函数periodogram_data.m返回修改后的周期图功率谱密度(PSD)估计的输入信号使用一个窗口。函数指定数量的离散傅里叶变换点等于输入信号的长度。
类型periodogram_data
函数[pxx f] = periodogram_data (inputData窗口)% # codegen nfft =长度(inputData);[pxx f] =周期图(inputData、窗、nfft);结束
使用codegen(MATLAB编码器)生成一个墨西哥人的功能。
的
% # codegen指令函数表明,MATLAB®代码是用于代码生成。的
arg游戏选项指定实例参数定义大小,类,输入到MEX-file的复杂性。对于这个示例,指定inputData1024 -,- 1随机向量和双精度窗口1024年汉明窗的长度。墨西哥人的后续调用函数,使用1024 -样本输入信号和窗户。如果你想让墨西哥人函数有一个不同的名称,使用
- o选择。如果你想查看代码生成报告,添加
报告选择结束的时候codegen命令。
codegenperiodogram_dataarg游戏{randn(1024 1),汉明(1024)}
代码生成成功。
计算1024 -样本噪声的PSD估计正弦信号使用周期图和墨西哥人函数生成的函数。指定一个正弦信号的归一化频率 rad /样本和损害的窗口。画出两个估计来验证他们一致。
N = 1024;x = 2 * cos(π/ 2 * 5 * (0:N - 1)) + randn (N, 1);周期图(x,损害(N)) [pxMex fMex] = periodogram_data (x,损害(N));持有在情节(fMex /π,pow2db (pxMex),“:”,“颜色”,[0 0.4 0])从网格在传奇(“周期图”,“墨西哥人函数”)
输入参数
输出参数
更多关于
引用
[1]钻、弗朗索瓦和帕特里克Flandrin。“提高时频的可读性和重新分配时间尺度表征的方法。”IEEE®交易信号处理。43卷,1995年5月,页1068 - 1089。
[2]费洛浦用,肖恩。凯莉弗茨。“time-corrected算法计算瞬时频率(重新分配)谱图,与应用程序”。美国声学学会杂志》上。119卷,2006年1月,页360 - 371。
