流使用韦尔奇功率谱估计的方法
这个例子展示了一个街区,输出流通过韦尔奇功率谱估计的时域输入的方法平均周期图修改。
介绍
谱估计的块提供了一个选择的过滤器种以银行为基础的谱估计和韦尔奇的方法平均周期图修改。
滤波器组的方法,输入时间doamin分为不同的频率信号箱使用滤波器组和每个子带信号的平均功率计算。过滤种以银行为基础的频谱估计的更多信息,请参阅高分辨率光谱分析。
在韦尔奇方法中,输入的时域数据划分数据段,允许重叠。一个窗口是应用于每一段,然后计算平均周期图基于窗口的序列[1]。数据段的长度和窗口的选择确定估计的分辨率带宽(RBW),这是最小的积极的频率,可以解决。
块展示了在这个例子中使用了韦尔奇算法,也是使用的频谱分析仪块范围。频谱分析仪用于可视化光谱。块在这个例子中是有用的,如果你需要直接访问估计谱(而不是想象)。可以使用输出功率谱作为输入到其他块在你的模型中,也可能被记录为后处理工作。
块对话框
下面的例子使用了谱估计块。
这个街区有一个输入端口(时域信号)和五个输出端口:
1。估计功率谱,P。
2。P_max max-hold光谱,计算通过保持,在每个频率本,所有的功率谱估计的最大值。这个输出是可选的。
3所示。P_min min-hold光谱,计算通过保持,在每个频率本,所有的功率谱估计的最小值。这个输出是可选的。
4所示。向量的频率,F,功率谱的估计。这个输出是可选的。
5。块的有效分辨率带宽,RBW。这个输出是可选的。
块的对话框如下所示。这一块的参数上相当于的访问频谱分析仪块。块对话框允许你控制频谱估计算法的各个方面,如:
选择光谱类型(功率或功率密度)
指定如何控制块的决议(直接指定RBW,或指定一个窗口长度)。
指定的窗口函数估计量。
指定的比例连续重叠部分。
选择频率范围的两面,片面,或为中心。
块结构
块形成的两个阶段:
1。在第一阶段,输入缓冲成段的基础上选定的窗口重叠长度和百分比。这个阶段是使用来实现的缓冲块。
2。在第二阶段,重叠部分的功率谱计算,平均。这个阶段是使用来实现的dsp.SpectrumEstimator系统对象。
指定窗口的长度
的dspstreamingwelch模型如下所示使用韦尔奇谱估计块估计的线性调频信号的频谱采样在44100赫兹。功率谱估计是使用一个显示阵图范围。光谱的峰值,峰值出现的频率,检测并显示范围。估计的RBW也显示出来。此外,频谱分析仪的范围块包含用于比较和验证。
块的频率分辨率方法设置为“窗口长度”。窗口长度设置为1024。FFT长度、NFFT等于窗口长度。数据窗口的窗口用切比雪夫的旁瓣衰减60分贝。频率范围是片面的。在这种情况下,频谱估计的长度是NFFT / 2 + 1 = 513和计算时间间隔(0赫兹,22050赫兹)。增量样本的属性数组的情节范围相应地设置Fs / NFFT = 44100 /(1024 * 1000),增加的规模除以1000 KHz的频率单位。您可以访问范围开放“样本增量”属性的配置属性窗口。
注意分辨率带宽由[2]给出的参考:
其中N是窗口长度,enbw是一个函数,计算窗口的等效噪声带宽,SL的旁瓣衰减选择切比雪夫窗口和Fs是采样率。在这种情况下,RBW = 65.38赫兹。
模拟模型时,您可以验证显示RBW值等于一个频谱分析仪的下栏上显示范围。此外,两个街区给相同的峰值测量。
指定非零重叠
在前面的小节中已经zero-overlap模型。在dspstreamingwelch_overlap模型中,我们使用一个韦尔奇估计块重叠的50%。因为其他模型参数与上一节相同,RBW不变,等于65.38赫兹。
与1024年和重叠的窗口长度比例为50%,512年输入样本需要形成新的数据段。由于输入数据的长度为1024,每一个新的数据帧收益率两个新的周期图,和块的输出端口运行速度两倍的输入端口。
注意,韦尔奇估计块没有零延迟。第一条谱估计输出是基于缓冲区的初始条件,等于每股收益。为了匹配光谱和频谱分析仪的测量范围,因此我们插入一个延迟块输入的频谱分析仪。
频谱分析仪的结果和韦尔奇估计块可能是通过模拟模型进行验证。
指定RBW
在dspstreamingwelch_rbw模型中,频率分辨率方法的参数设置为RBW。RBW来源是汽车。在这种模式下,类似于频谱分析仪块范围,选择分辨率带宽,这样有1024 RBW间隔在指定的频率跨度。由于跨度在这种情况下是22050 HZ, RBW 21.53赫兹。
用于缓冲数据的窗口长度为迭代计算产生所需的RBW。窗口的长度,在这种情况下等于3073。来验证这个值,我们可以计算出RBW结果从这个窗口长度:
请注意,损害窗口中使用这个模型
在这种情况下,FFT长度、NFFT是奇数,等于3073(窗口长度)。由于频率范围是片面的,频谱估计的长度(NFFT + 1) / 2,计算区间[0,44100/2)。数组的“增量样本”属性图范围设置为Fs / NFFT = 44100 / (3073 * 1000) KHz。
再次,频谱分析仪和韦尔奇估计的结果块可能是通过模拟模型进行验证。
引用
[1]统计数字信号处理和建模,M.H.海耶斯,威利,1996年。
