信号在MATLAB可视化和测量

这个例子展示了如何可视化和测量信号在时间和频率域在MATLAB®使用时间范围和频谱分析仪。

信号在时间和频率域可视化

创建一个正弦波的频率100赫兹采样在1000赫兹。生成5秒100 Hz正弦波的添加剂 $N (0, 0 。 0025)$ 白噪声在一秒钟的间隔。发送一个时间范围和频谱分析仪的信号显示和测量。

SampPerFrame = 1000;Fs = 1000;SW = dsp.SineWave (“频率”,100,…“SampleRate”Fs,…“SamplesPerFrame”,SampPerFrame);TS = timescope (“SampleRate”Fs,…“TimeSpanSource”,“属性”,…“时间间隔”,0.1,…“YLimits”(2,2),…“ShowGrid”,真正的);SA =简介(“SampleRate”Fs,…“方法”,“韦尔奇”,“AveragingMethod”,“指数”);抽搐;而toc < 10 sigData = SW () + 0.05 * randn (SampPerFrame, 1);SA (sigData);TS (sigData);结束发行版(TS)

发行版(SA)

时域测量

使用时间范围,您可以做一个数量的时域信号测量。

以下测量可用:

光标测量——给所有屏幕光标显示范围。
信号的统计数据——显示最大值,最小值,峰不同,意思是,中位数,选择信号的有效值,最大和最小的次发生。
上下两层的测量——信息显示选择的信号转换、畸变和周期。
峰仪——显示最大值和次发生。

您可以启用和禁用这些测量的测量选项卡。

说明使用测量的时间范围,模拟一个心电图信号。使用心电图函数来生成2700个样本的信号。定期使用Savitzky-Golay滤波器平滑信号和扩展数据获取大约11期。

x = 3.5 *心电图(2700)。';y = repmat (sgolayfilt (x 0 21), 13 [1]);sigData = y((1:30000) +圆(2700 *兰特(1)))。”;

显示信号的高峰时间范围和使用光标测量仪和数据。假设4 kHz的采样率。

TS_ECG = timescope (“SampleRate”,4000,…“TimeSpanSource”,“汽车”,…“ShowGrid”,真正的);TS_ECG (sigData);TS_ECG。YLimits = (4, 4);

峰值测量

启用峰值测量从测量选项卡,点击相应的将来发布按钮。出现峰值窗格底部的时间窗口范围。为Num山峰属性,输入8并按Enter键。在山峰窗格中,时间范围显示8峰值振幅值的列表和发生的时间。

之间存在一个常数0.675秒的时差每个心跳。因此,心电图的心率信号是由以下方程:

$\frac{60 年代 e c / 米我 n}{0 。 675 年代 e c / b e 一个 t} = 88 。 89 b e 一个 t 年代 / 米我 n (b p 米)$

光标测量

启用光标测量从测量选项卡,点击相应的将来发布按钮。光标出现在一个框,显示的时间范围之间的时间变化量和价值两个游标。你可以拖动游标和使用他们在波形测量事件之间的时间。当你拖动光标,光标出现的值。这个图展示了如何使用游标测量心电图波形峰值之间的时间间隔。的 $Δ T$ 测量在光标框表明两座山峰之间的时间间隔是0.675秒对应1.482赫兹的心率或88.9次/分钟。

信号的统计数据和上下两层的测量

您也可以选择信号的统计数据和各种的上下两层的测量测量选项卡。信号统计可以用来确定信号的最小和最大值以及其他指标如峰,意思是,中位数,和均方根值。上下两层的测量可以用来确定上升和下降的信息转换,转换畸变,超过和低于信息,结算时间、脉冲宽度、工作周期。阅读更多关于这些测量,明白了配置时间MATLAB对象范围。

频域测量

本节解释如何使频域频谱分析仪测量。

频谱分析仪提供了以下尺寸:

光标测量——把光标放在频谱显示。
峰仪——显示最大值和出现的频率。
信道测量——显示占用带宽和ACPR通道测量。
变形测量——显示谐波和互调失真测量。

您可以启用和禁用这些测量频谱分析仪将来发布。

变形测量

为了说明测量和频谱分析仪的使用,创建一个2.5 kHz正弦波加性高斯白噪声在48千赫采样。评估一个高阶多项式(9度)在每个信号值模型非线性失真。显示信号频谱分析仪。

Fs = 48 e3;SW = dsp.SineWave (“频率”,2500,…“SampleRate”Fs,…“SamplesPerFrame”,SampPerFrame);SA_Distortion =简介(“SampleRate”Fs,…“方法”,“韦尔奇”,…“AveragingMethod”,“指数”,…“PlotAsTwoSidedSpectrum”、假);y = [1 e-6 e-9 1 e-5 e-9 1 e-6 5 e-8 0.5 e - 3 1 e-6 1 3 e - 3];抽搐;而toc < 5 x = SW () + 1 e-8 * randn (SampPerFrame, 1);sigData = polyval (y、x);SA_Distortion (sigData);结束释放(SA_Distortion);

使谐波失真测量通过选择失真按钮测量频谱分析仪将来发布的标签。在失真节中,改变的值Num谐波9、检查标签谐波复选框。在谐波失真面板底部的频谱分析仪窗口中,你看到的值基本接近2500赫兹和8次谐波以及他们的信噪比,SINAD, THD和SFDR值,引用的基本输出功率。

峰仪

您可以跟踪时变谱组件通过使用峰值仪测量。您可以显示和选择标签100峰。来调用峰值查询,选择峰仪按钮测量频谱分析仪将来发布的标签。

说明使用峰仪,创建一个信号组成的三个正弦波的频率之和5、15、25 kHz和振幅为1,分别为0.1和0.01。在100千赫采样的数据。添加 $N (0, 1 0^{- - - - - - 8})$ 高斯白噪声的正弦波之和,显示频谱分析仪的单边功率谱。

Fs = 100年e3;SW1 = dsp.SineWave (1 e0 5 e3, 0,…“SampleRate”Fs,…“SamplesPerFrame”,SampPerFrame);SW2 = dsp.SineWave (1 e 1、15 e3, 0,…“SampleRate”Fs,…“SamplesPerFrame”,SampPerFrame);SW3 = dsp.SineWave(1飞行,25 e3, 0,…“SampleRate”Fs,…“SamplesPerFrame”,SampPerFrame);SA_Peak =简介(“SampleRate”Fs,…“方法”,“韦尔奇”,…“AveragingMethod”,“指数”,…“PlotAsTwoSidedSpectrum”、假);抽搐;而toc < 10 sigData = SW1 SW2 () + () + SW3() + 1 *的军医randn (SampPerFrame, 1);SA_Peak (sigData);结束释放(SA_Peak);

启用峰仪把三个正弦波的频率。dBm下面显示的频率值和权力的阴谋。你可以增加或减少的最大数量的山峰,指定一个最小峰值距离,改变其他设置山峰部分的测量选项卡。

了解更多关于使用频谱分析仪测量,看到频谱分析仪测量的例子。