查看使用频谱分析仪谱图- MATLAB和Simulink MathWorks日本金宝app - 金宝app,下载188bet金宝搏,金宝搏官方网站

使用频谱分析仪查看光谱图

谱图是信号扫描时间时的功率谱的二维表示。它们可以直观地了解信号的频率内容。谱图的每一行都是一个周期图，使用滤波组方法或韦尔奇算法对修正的周期图进行平均计算。

为了展示声谱图的概念，本例使用了模型ex_psd_sa作为起点。

打开模型并双击频谱分析仪堵塞。在里面光谱设置窗格中,改变视图来光谱图．的方法被设置为滤波器组．运行模型。在频谱分析仪窗口可以看到谱图输出。要获取并存储数据以进行进一步处理，请创建SpectrumAnalyzerConfiguration对象，并运行getSpectrumData函数。

频谱分析仪显示信号的谱图。在“频谱设置”中，“类型”设置为“功率”，“视图”设置为“频谱图”，勾选“全频带”复选框，分辨率设置为“RBW (Hz)”。y轴表示以秒为单位的时间历程，x轴表示以Hz为单位的频率，顶部的刻度范围为-80 dBm到20 dBm。光谱图显示了两条垂直线，一条在5千赫，另一条在10千赫。

Colormap

功率谱是频率的函数f并画出一条水平线。这条线上的每个点都有一个特定的颜色基于特定频率的功率值。颜色是根据显示顶部的颜色图选择的。要更改颜色图，请单击视图>配置属性，并选择其中一个选项彩色地图．确保视图被设置为光谱图．默认情况下,彩色地图被设置为飞机(256)．

正弦波的两个频率在5千赫和10千赫时清晰可见。由于频谱分析仪使用滤波器组方法，因此在峰值处没有频谱泄漏。正弦波嵌入高斯噪声中，高斯噪声的方差为0.0001。这个值对应的是- 40dbm的幂。映射到-40 dBm的颜色被分配到噪声光谱。正弦波的功率在5 kHz和10 kHz时为26.9 dBm。在这两个频率的显示器中使用的颜色对应于彩图上的26.9 dBm。有关功率如何以dBm计算的更多信息，请参阅“功率以瓦特为单位转换为dBW和dBm”。

要确认dBm值，请更改视图来光谱．这幅图显示了信号在不同频率下的功率。

峰值在4.996 kHz为26.9839 dBm，峰值在9.991 kHz为25.4886 dBm，峰值在7.623 kHz为-33.2572 dBm。

你可以看到功率显示中的两个峰值的振幅约为26 dBm，白噪声的平均值约为-40 dBm。

显示

在光谱图显示中，时间从上到下滚动，所以最近的数据显示在显示的顶部。随着模拟时间的增加，偏移时间也会增加，以保持垂直轴限制不变，同时考虑传入数据。的抵消值和仿真时间显示在谱图示波器的右下角。

分辨率带宽(RBW)

分辨率带宽(Resolution Bandwidth, RBW)是频谱分析仪能分辨的最小频率带宽。默认情况下,RBW(赫兹)被设置为汽车．在自动模式下，RBW为频率跨度与1024的比值。在双边谱中，这个值是F_年代/ 1024.但从单方面的角度来看，事实的确如此(F_年代/ 2) / 1024．在该示例中，RBW是（44100/2）/ 1024或21.53Hz。

如果方法被设置为滤波器组，使用的值为RBW，用于计算一次光谱更新的输入样本的数目为N_样品= F_年代/ RBW，在本例中是44100/21.53或2048。

如果方法被设置为韦尔奇，使用的值为RBW，窗口长度(N_样品)使用以下关系迭代计算:

$N_{年代一个米 p l e 年代} ＝ \frac{（ 1 - \frac{O_{p}}{100.} ） \times N E N B W \times F_{年代}}{R B W}$

O_p是先前和当前缓冲数据段之间的重叠量。NENBW为窗的等效噪声带宽。

有关谱估计算法的详细信息，请参见光谱分析．

为了区分显示器上的两个频率，两个频率之间的距离必须至少为RBW。在本例中，两个峰值之间的距离为5000hz，大于RBW．因此，你可以清楚地看到山峰。

将第二个正弦波的频率从10000hz改为5015hz。这两个频率的差值是15赫兹，小于RBW．

谱图显示一条线在5千赫。

放大后，您可以看到在5000赫兹和5015赫兹的峰值是无法区分的。

放大光谱图显示一条粗线在5千赫。

要提高频率分辨率，就要降低频率RBW为1hz，并运行模拟。在放大时，两个相隔15赫兹的峰值现在可以区分了

谱图显示两条线，一条在5000赫兹，另一条在5015赫兹。

时间分辨率

时间分辨率是垂直轴上两条谱线之间的距离。默认情况下,时间res(年代)被设置为汽车．在此模式下，时间分辨率为1 / RBWS，这是最小的最低分辨率。当您提高频率分辨率时，时间分辨率会减小。为了在频率分辨率和时间分辨率之间保持良好的平衡，更改RBW(赫兹)来汽车．也可以指定时间res(年代)作为一个数值。

转换单位之间的功率

频谱分析仪提供三个单位来指定功率谱密度:瓦特/赫兹，dBm /赫兹,瓦分贝/赫兹．对应的功率单位为美国瓦茨，dBm,瓦分贝．对于电气工程应用，您也可以查看信号的RMS在Vrms或者伏特分贝．缺省情况下，spectrum类型为权力在dBm．

将瓦特功率转换为dBW和dBm

权力瓦分贝是由:

$P_{d B W} ＝ 10 日志 10 （ p o w e r 我 n w 一个 t t / 1 w 一个 t t ）$

权力dBm是由:

$P_{d B 米} ＝ 10 日志 10 （ p o w e r 我 n w 一个 t t / 1 米我 l l 我 w 一个 t t ）$

对于振幅为1v的正弦波信号，其单侧频谱的功率为美国瓦茨是由:

$\begin{array}{l} P_{W 一个 t t 年代} ＝ {一个}^{2} / 2 \\ P_{W 一个 t t 年代} ＝ 1 / 2 \end{array}$

在这个例子中，这个功率等于0.5 W。对应的dBm功率为:

$\begin{array}{l} P_{d B 米} ＝ 10 日志 10 （ p o w e r 我 n w 一个 t t / 1 米我 l l 我 w 一个 t t ） \\ P_{d B 米} ＝ 10 日志 10 （ 0.5 / 10^{- 3.} ） \end{array}$

这里的功率等于26.9897 dBm。要用峰值查找器确认此值，请单击工具>测量>峰仪．

对于白噪声信号，所有频率的频谱都是平坦的。本例中的频谱分析仪在[0 Fs/2]范围内显示单侧频谱。对于方差为1e-4的白噪声信号，单位带宽功率(P_{unitbandwidth})是1的军医。白噪声的总功率美国瓦茨在整个频率范围内为:

$\begin{array}{l} P_{w h 我 t e n o 我年代 e} ＝ P_{u n 我 t b 一个 n d w 我 d t h} ＊ n u 米 b e r o f f r e 问 u e n c y b 我 n 年代， \\ P_{w h 我 t e n o 我年代 e} ＝（ 10^{- 4} ）＊（ \frac{F 年代 / 2}{R B W} ）， \\ P_{w h 我 t e n o 我年代 e} ＝（ 10^{- 4} ）＊（ \frac{22050}{21.53} ） \end{array}$

频率箱的数量是总带宽与RBW的比值。对于单侧频谱，总带宽是采样率的一半。本例中RBW为21.53 Hz。有了这些值，白噪声的总功率就进来了美国瓦茨在DBM中，可以使用0.1024W。在DBM中，可以使用白噪声的功率10 * log10 (0.1024/10 ^ 3)，等于20.103 dBm。

将功率转换为dBFS

如果将光谱单位设置为dBFS并设置满量程（FullScaleSource)汽车,权力dBFS计算为：

$P_{d B F 年代} ＝ 20. \cdot {日志}_{10} （ \sqrt{P_{w 一个 t t 年代}} / F u l l ＿年代 c 一个 l e ）$

地点:

P_美国瓦茨功率的单位是瓦吗
对于双精度和浮点数信号，Full_Scale为输入信号的最大值。
对于定点或整数信号，Full_Scale是可表示的最大值。

如果您指定一个手动满量程(集FullScaleSource来财产),在dBFS是由:

$P_{F 年代} ＝ 20. \cdot {日志}_{10} （ \sqrt{P_{w 一个 t t 年代}} / F 年代）$

在哪里FS表格中是否规定了全部比例系数全尺度的财产。

对于振幅为1v的正弦波信号，其单侧频谱的功率为美国瓦茨是由:

$\begin{array}{l} P_{W 一个 t t 年代} ＝ {一个}^{2} / 2 \\ P_{W 一个 t t 年代} ＝ 1 / 2 \end{array}$

在这个例子中，这个功率等于0.5 W，正弦波的最大输入信号是1v。dBFS中相应的幂为:

$P_{F 年代} ＝ 20. \cdot {日志}_{10} （ \sqrt{1 / 2} / 1 ）$

这里，幂等于-3.0103。要在频谱分析仪中确认此值，请运行以下命令:

Fs = 1000;%采样频率sinef = dsp.SineWave('SampleRate'，Fs，'SamplesPerFrame'，100);范围= dsp.SpectrumAnalyzer(“SampleRate”,Fs,…'SpectrumUnits'，'dBFS'，'PlotAsTwoSidedSpectrum'，false) %% for ii = 1:10万xsin = sinef();范围(xsine)结束

然后,单击工具>测量>峰仪．