主要内容

th

总谐波失真

描述

例子

R.= (thd (X返回实值正弦信号的dBc的总谐波失真(THD)X.总谐波失真是确定的基频和前五次谐波使用的修改周期图的长度相同的输入信号。修改后的周期图使用了带有Kaiser窗口的β= 38。

例子

R.= (thd (XfsN指定采样率,fs,以及在THD计算中使​​用的谐波(包括基本)的数量。

R.= (thd (pxxF,'psd')指定的输入pxx作为单侧功率谱密度(PSD)估计。F是与PSD估计相对应的频率的矢量pxx

例子

R.= (thd (pxxFN,'psd')指定在THD计算中使​​用的谐波(包括基本)的数量。

例子

R.= (thd (SXX.Frbw.“权力”)指定输入作为单面功率谱的输入。rbw.是每个功率估计的分辨率带宽是集成的。

R.= (thd (SXX.Frbw.N“权力”)指定在THD计算中使​​用的谐波(包括基本)的数量。

例子

R.= (thd (___、“别名”)报告混入尼奎斯特范围的基波的谐波。当输入信号是欠采样时使用此选项。如果未指定此选项,或将其设置为“omitaliases”,则函数忽略基频中超出奈奎斯特范围的任何谐波。

例子

[R.harmpowalmfreq.官]= (___返回谐波的权力(以DB)和频率,包括基本。

例子

(thd (___如果没有输出参数,则绘制信号的频谱并在当前图形窗口中注释谐波。它使用不同的颜色来绘制基本组件、谐波、直流电平和噪声。THD出现在图的上方。基频和谐波被标记出来。直流术语被排除在测量之外,并且没有标记。

例子

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这个例子显式地说明了如何在dBc中计算由基频和两次谐波组成的信号的总谐波失真。根据返回的结果检查显式计算th

创建一个以1khz采样的信号。该信号由振幅为2的100赫兹基频和振幅为0.01和0.005的200和300赫兹的两个谐波组成。得到总谐波失真显式和使用th

t = 0:0.001:1 - 0.001;x = 2 * cos(2 *π* 100 * t) + 0.01 * cos(2 *π* 200 * t) + 0.005 * cos(2 *π* 300 * t);tharmdist = 10 * log10 ((0.01 ^ 2 + 0.005 ^ 2) / 2 ^ 2)
Tharmdist = -45.0515.
r = (thd (x)
r = -45.0515.

创建一个以1khz采样的信号。该信号由200,300和400 Hz的振幅2和三个谐波的100 Hz基础,具有幅度为0.01,0.005和0.0025。

将谐波数量设置为3.这包括基本的。因此,在THD计算中使​​用100,200和300Hz的功率。

t = 0:0.001:1 - 0.001;x = 2 * cos(2 *π* 100 * t) + 0.01 * cos(2 *π* 200 * t) +......0.005 * cos(2 *π* 300 * t) + 0.0025 *罪(2 *π* 400 * t);r = (thd (x, 1000年,3)
r = -45.0515.

指定3次谐波数忽略THD计算中400hz的功率。

创建一个以1khz采样的信号。该信号由200,300和400 Hz的振幅2和三个谐波的100 Hz基础,具有幅度为0.01,0.005和0.0025。

获取信号的时期PSD估计,并使用PSD估计作为THD的输入。将谐波数量设置为3.这包括基本的。因此,在THD计算中使​​用100,200和300Hz的功率。

t = 0:0.001:1 - 0.001;fs = 1000;x = 2 * cos(2 *π* 100 * t) + 0.01 * cos(2 *π* 200 * t) +......0.005 * cos(2 *π* 300 * t) + 0.0025 *罪(2 *π* 400 * t);[pxx f] =周期图(x, rectwin(长度(x)),长度(x), fs);r = (thd (pxx, f, 3,'psd'
r = -45.0515.

通过输入汉明窗获得的功率谱和窗的分辨率带宽来确定THD。

创建一个以10khz采样的信号。该信号由振幅为2的100赫兹基波和振幅为0.01、0.005和0.0025的3次奇数次谐波组成。将谐波数指定为7。确定螺纹。

FS = 10000;T = 0:1 / FS:1-1 / FS;x = 2 * cos(2 * pi * 100 * t)+ 0.01 * cos(2 * pi * 300 * t)+......0.005 * cos(2 *π* 500 * t) + 0.0025 *罪(2 *π* 700 * t);[sxx f] =周期图(x,汉明(长度(x)),长度(x), fs,'力量');rbw = enbw(汉明(长度(x)), fs);r = (thd (sxx f rbw 7'力量'
r = -44.8396.

生成类似于2.1 kHz音调作为输入的弱非线性放大器的输出的信号。信号在10 kHz时采样1秒。计算并绘制信号的功率谱。使用kaiser窗口β= 38进行计算。

FS = 10000;f = 2100;t = 0:1 / FS:1;X = Tanh(SIN(2 * PI * F * T)+0.1)+ 0.001 * RANDN(1,长度(T));期间图(x,kaiser(长度(x),38),[],fs,'力量'

图中包含一个轴。标题为周期图功率谱估计的轴包含一个类型为线的对象。

谐波从4.2 kHz,6.3 kHz,8.4 kHz,10.5 kHz,12.6 kHz和14.7 kHz的频率下伸出噪声。除了第一个之外的所有频率大于奈奎斯特频率。谐波分别为3.7 kHz,1.6 kHz,0.5 kHz,2.6 kHz和4.7 kHz。

计算信号的总谐波失真。默认情况下,th将锯齿谐波视为噪音的一部分。

THD(X,FS,7);

图中包含一个轴。标题为THD: -29.11 dB的轴包含行、文本类型的13个对象。这些对象代表基本,谐波,直流和噪声(不包括)。

重复计算,但现在把混叠谐波作为信号的一部分。

(thd (x, Fs 7'别名');

图中包含一个轴。标题为THD: -22.54 dB的轴包含了18个类型为line, text的对象。这些对象代表基本,谐波,直流和噪声(不包括)。

创建一个以10khz采样的信号。该信号由振幅为2的100赫兹基波和振幅为0.01、0.005和0.0025的3次奇数次谐波组成。将谐波数指定为7。确定THD,谐波功率,以及相应的频率。

FS = 10000;T = 0:1 / FS:1-1 / FS;x = 2 * cos(2 * pi * 100 * t)+ 0.01 * cos(2 * pi * 300 * t)+......0.005 * cos(2 *π* 500 * t) + 0.0025 *罪(2 *π* 700 * t);[r,harmpow,harmfreq] = thd(x,10000,7);[almfreq harmpow]
ans =7×2100.0000 3.0103 201.0000 -321.0983 300.0000 -43.0103 399.0000 -281.9259 500.0000 -49.0309 599.0000 -282.1066 700.0000 -55.0515

偶数次谐波的幂是 - 3. 0. 0. 分贝,相当于 1 0. - 1 5.

在50千赫采样产生频率2.5千赫的正弦。在信号中加入标准差为0.00005的高斯白噪声。将结果通过一个弱非线性放大器传递。绘制螺纹。

fs = 5 e4;f0 = 2.5 e3;N = 1024;t = (0: n - 1) / fs;ct = cos(2 *π* f0 * t);CD = ct + 0.00005*randn(size(ct));Amp = [1e-5 5e-6 -1e-3 6e-5 1 25e-3];胡志明市= polyval (amp、cd);(thd(胡志明市,fs);

图中包含一个轴。具有标题THD的轴:-72.39 dB包含16个类型的类型,文本。这些对象代表基本,谐波,直流和噪声(不包括)。

该曲线显示用于计算与视为噪声的比率和区域的频谱。DC级别被排除在计算之外。基本和谐波标明。

输入参数

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实值正弦输入信号,指定为行或列向量。

例子:COS(PI / 4 *(0:159))+ COS(PI / 2 *(0:159))

数据类型:单身的|

采样率,指定为正标量。采样率是每单位时间的样本数。如果时间单位是秒,则采样率具有Hz的单位。

谐波数量,指定为正整数。

单边PSD估计,指定为一个实值的非负列向量。

功率谱密度必须用线性单位表示,而不是分贝。使用db2pow.将分贝值转换为功率值。

例子:[pxx f] =周期图(cos (pi. / (4; 2) * (0:159)) ' + randn (160 2))指定以2π Hz采样的噪声双通道正弦波的周期图PSD估计及其计算频率。

数据类型:单身的|

对应于单边PSD估计的周期频率,pxx,指定为行或列向量。第一个元素F必须是0。

数据类型:|单身的

功率谱,用实值非负的行或列向量表示。

功率谱必须用线性单位表示,而不是分贝。使用db2pow.将分贝值转换为功率值。

例子:[SXX,W] =周期图(COS(PI./ [4; 2] *(0:159))'+ RANDN(160,2),'POWER')指定了嵌入高斯白噪声中的双通道正弦信号的周期图功率谱估计和计算它的归一化频率。

分辨率带宽,指定为一个正标量。分辨率带宽是离散傅里叶变换的频率分辨率与窗的等效噪声带宽的乘积。

输出参数

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DBC中的总谐波失真,作为真实值的标量返回。

谐波的功率,以实值标量或以dB表示的向量返回。无论harmpow是标量或矢量取决于您指定为输入参数的谐波数N

谐波的频率,作为非负标量或向量返回。无论almfreq.是标量或矢量取决于您指定为输入参数的谐波数N

更多关于

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变形测量功能

功能thSFDR.西拉,信噪比测量受正弦信号刺激的弱非线性系统的响应。

当给定时域输入时,th利用具有大旁瓣衰减的Kaiser窗进行周期图。该算法通过在周期图中寻找最大的非零谱分量来寻找基频。然后,它计算所有临近箱子的中心矩,这些箱子从最大值开始单调减少。要想被探测到,基频至少应该在第二个频率箱中。高次谐波是基频的整数倍。如果一个谐波位于另一个谐波邻域的单调递减区域内,则认为它的幂属于较大的谐波。这个较大的和声可能是,也可能不是。

th如果基本不是信号中的最高频谱分量,则失败。

确保频率分量的间隔足够远,以适应Kaiser窗口的旁瓣宽度。如果这是不可行的,您可以使用'力量'标志并计算与其他窗口的一段时间点。

扩展能力

介绍了R2013b