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查看使用频谱分析仪谱图

谱图是一个二维表示一个信号,这个信号功率谱的横扫。他们给一个视觉信号的频率内容的理解。光谱图的每一行是一个周期图计算使用滤波器组的方法或韦尔奇算法的平均周期图修改。

显示谱图的概念,这个示例使用模型ex_psd_sa作为起点。

打开模型并双击频谱分析仪块。在光谱设置窗格中,改变视图来光谱图。的方法被设置为滤波器组。运行模型。你可以看到在频谱分析仪窗口光谱图输出。为进一步处理获取和存储数据,创建一个SpectrumAnalyzerConfiguration对象和运行getSpectrumData函数对象。

频谱分析仪显示信号的谱图。在频谱环境,类型设置为力量,视图设置为光谱图,完整的频率跨度复选框被选中时,决议将RBW赫兹。y轴显示时间历史在几秒钟内,轴显示在赫兹的频率,和顶部规模范围从-80年dBm 20 dBm。谱图显示两个垂直的线,一个在5 KHz,和其他10 KHz。

Colormap

计算功率谱作为频率的函数f并绘制一条水平线。每个点在这条线是给定一个特定的颜色基于权力的价值在那个特定的频率。选择的颜色是根据colormap看到顶部的显示。改变colormap,点击视图>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)。

两个正弦波的频率明显可见5 kHz和10 kHz。由于频谱分析仪使用滤波器组的方法,不存在频谱泄漏的峰值。正弦波是嵌入在高斯噪声,方差为0.0001。这个值对应于一个-40 dBm的力量。地图的颜色- -40 dBm是噪声频谱分配。正弦波是26.9 dBm的力量在5 kHz和10 kHz。中使用的颜色显示在这两个频率对应于colormap 26.9 dBm。更多信息在dBm权力是如何计算的,看到“瓦瓦分贝和dBm的权力转换。

确认dBm的价值观,改变视图来光谱。这个视图显示信号在不同频率的力量。

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

你可以看到两个峰值功率显示有一个幅度约26 dBm和白噪声平均约-40 dBm。

显示

谱图显示,时间卷轴从上到下,所以最近的数据显示的顶部显示。随着模拟时间的增加,抵消的时间也会增加保持垂直轴限制常数而占传入的数据。的抵消价值,随着模拟时间,右下角的谱图显示范围。

分辨率带宽(RBW)

分辨率带宽(RBW)是最低频率带宽,可以解决频谱分析仪。默认情况下,RBW(赫兹)被设置为汽车。在自动模式下,RBW是1024年频率跨度的比值。在一个双边谱,这个值是F_年代/ 1024,而在一个片面的光谱,它是(F_年代/ 2)/ 1024。在这个例子中,RBW(44100/2) / 1024或21.53赫兹。

如果方法被设置为滤波器组使用这个值RBW的输入样本用于计算一个光谱是由更新N_样品= F_年代/ RBW,这是44100/21.53或2048在这个例子。

如果方法被设置为韦尔奇使用这个值RBW,窗口长度(N_样品)计算迭代使用这种关系:

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

O_p之间的搭接量之前和现在的缓冲数据段。NENBW窗口的等效噪声带宽。

更多信息的谱估计算法的细节,明白了光谱分析。

区分两个频率显示,两个频率之间的距离必须至少RBW。在这个例子中,两座山峰之间的距离是5000 Hz,大于RBW。因此,你可以看到明显的峰值。

改变第二个正弦波的频率10000赫兹到5015赫兹。两者的区别是15赫兹频率,也就是不到RBW。

谱图显示在一行显示5 KHz。

在缩放,可以看到山峰在5000赫兹和5015赫兹不区分。

放大谱图显示一个粗线5 KHz。

提高频率分辨率,减少RBW1赫兹和运行模拟。在缩放时,两座山峰,相距15赫兹,现在可区分的

光谱图绘制显示两行,一个在5000赫兹,和其他在5015赫兹。

时间分辨率

时间分辨率是两个谱线之间的距离在垂直轴。默认情况下,时间res(年代)被设置为汽车。在这种模式下,时间分辨率的价值1 / RBW年代,最低可达到的分辨率。当你提高频率分辨率、时间分辨率降低。之间保持良好的平衡的频率分辨率和时间分辨率,改变RBW(赫兹)来汽车。你也可以指定时间res(年代)作为一个数值。

转换单元之间的权力

频谱分析仪提供了三个单位指定功率谱密度:瓦特/赫兹,dBm /赫兹,瓦分贝/赫兹。相应的单位的权力美国瓦茨,dBm,瓦分贝。对于电气工程应用程序,您还可以查看你的信号的均方根Vrms或伏特分贝。默认的光谱类型权力在dBm。

把权力瓦瓦分贝和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:

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

一个正弦波信号的振幅1 V,片面的频谱的力量美国瓦茨是由:

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

在这个例子中,这个权力等于0.5 W。dBm是由相应的权力:

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

在这里,功率等于26.9897 dBm。确认这个值峰仪,点击工具>测量>峰仪。

白噪声信号,所有频率的频谱是平的。频谱分析仪在这个例子显示了一个片面的光谱范围(0 f / 2)。为一个白噪声信号方差为1的军医,每单位带宽(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是由:

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

频率垃圾箱的数量是RBW总带宽的比值。片面的频谱,总带宽是采样率的一半。RBW在这个例子中是21.53赫兹。与这些价值观,白噪声的总功率美国瓦茨0.1024 W。在dBm,白噪声可以计算使用的力量10 * log10 (0.1024/10 ^ 3),等于20.103 dBm。

在瓦dBFS转化为力量

如果你设置光谱单位dBFS并设置全面(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_美国瓦茨在瓦吗
双和浮动信号,Full_Scale是输入信号的最大值。
定点或整数信号,Full_Scale是可以表示的最大值。

如果你指定一个手册全面(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是完整的比例因子中指定的吗全尺度的财产。

一个正弦波信号的振幅1 V,片面的频谱的力量美国瓦茨是由:

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

在这个例子中,这个权力等于0.5 W和最大输入信号为正弦波是1 V。在dBFS是由相应的权力:

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

在这里,等于0。-3.0103。在频谱分析仪来确认这个值,运行这些命令:

Fs = 1000;%采样频率sinef = dsp.SineWave (SampleRate, Fs, SamplesPerFrame, 100);范围= dsp.SpectrumAnalyzer (“SampleRate”, Fs,…“SpectrumUnits”、“dBFS’,‘PlotAsTwoSidedSpectrum’, false) % % 2 = 1∶xsine = sinef ();范围(xsine)结束

然后,单击工具>测量>峰仪。

把权力dBm Vrms RMS

权力dBm是由:

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

在RMS是由电压:

$V_{r 米年代} = 10^{P_{d B 米} / 20.} \sqrt{10^{- 3}}$

从上一个示例中,P_dBm= 26.9897 dBm。V_rms是计算

$V_{r 米年代} = 10^{26.9897 / 20.} \sqrt{0.001}$

等于0.7071。

确认这个值:

改变类型来RMS。
打开峰值搜索点击工具>测量>峰仪。

规模的颜色限制

当您运行这个模型并没有看到光谱图颜色,单击规模的颜色限制按钮。这个选项自动定量颜色。

谱图的实时更新。在仿真中,如果你改变任何可调参数的模型,谱图的更改立即生效。