Документация Engee

bandpower

Мощность полосы частот.

Библиотека

EngeeDSP

Синтаксис

Вызов функции

  • p = bandpower(x) — возвращает среднюю мощность входного сигнала x. Если x — матрица, то bandpower вычисляет среднюю мощность в каждом столбце независимо.

  • p = bandpower(x,Fs,freqRange) — возвращает среднюю мощность в диапазоне частот freqRange. Для получения мощности в указанном диапазоне частот необходимо ввести частоту дискретизации Fs. Функция bandpower использует модифицированную периодограмму для определения средней мощности в диапазоне частот freqRange.

  • p = bandpower(pxx,f,"psd") — возвращает среднюю мощность, вычисленную путем интегрирования оценки pxx спектральной плотности мощности (СПМ). Интеграл аппроксимируется методом прямоугольников. Входной аргумент f — вектор частот, соответствующих оценкам СПМ в pxx. Параметр "psd" указывает, что входные данные представляют собой оценку СПМ, а не данные временного ряда.

  • p = bandpower(pxx,f,freqRange,"psd") — возвращает среднюю мощность в частотном интервале freqRange. Если частоты в freqRange не соответствуют значениям в f, используются наиболее близкие значения. Средняя мощность вычисляется путем интегрирования оценки pxx спектральной плотности мощности (СПМ). Интеграл аппроксимируется методом прямоугольников. Параметр "psd" указывает, что входные данные представляют собой оценку СПМ, а не данные временного ряда.

Аргументы

Входные аргументы

# x — входные данные временного ряда
вектор | матрица

Details

Входные данные временного ряда, заданные как вектор-строка, вектор-столбец или матрица. Если x — матрица, то ее столбцы рассматриваются как независимые каналы.

Типы данных

Float64, Float32
Поддержка комплексных чисел

Да

# Fs — частота дискретизации
1 (по умолчанию) | положительный скаляр

Details

Частота дискретизации входных данных временного ряда, заданная как положительный скаляр.

Типы данных

Float64, Float32

# freqRange — диапазон частот для вычисления мощности полосы частот
двухэлементный вещественный вектор-строка или столбец

Details

Диапазон частот для вычисления мощности полосы частот, заданный как двухэлементный вещественный вектор-строка или вектор-столбец. Если входной сигнал x содержит отсчетов, аргумент freqRange должен находиться в следующих интервалах:

  • Fs , если x вещественное значение и четное;

  • Fs , если x вещественное значение и нечетное;

  • Fs Fs , если x комплексное значение и четное;

  • Fs Fs , если x комплексное значение и нечетное.

Типы данных

Float64, Float32

# pxx — оценки СПМ
вектор-столбец | матрица

Details

Односторонние или двусторонние оценки СПМ, заданные как вещественнозначные вектор-столбец или матрица с неотрицательными элементами.

Спектральная плотность мощности должна быть выражена в линейных единицах, а не в децибелах. Используйте функцию db2pow для преобразования значений в децибелах в значения мощности.

Типы данных

Float64, Float32

# f — вектор частот для оценок СПМ
вектор-столбец с вещественными элементами

Details

Вектор частот, заданный как вектор-столбец. Вектор частот f содержит частоты, соответствующие оценкам СПМ в pxx.

Типы данных

Float64, Float32

Выходные аргументы

# p — средняя мощность полосы частот
неотрицательный скаляр

Details

Средняя мощность полосы частот, возвращаемая как неотрицательный скаляр.

Типы данных

Float64, Float32

Алгоритмы

Для определения мощности полосы частот функция bandpower вычисляет оценку спектра мощности периодограммы с использованием окна Хэмминга.

Одно и то же значение мощности полосы частот bPow в частотном интервале [fMin fMax] можно получить из сигнала x с частотой дискретизации Fs тремя способами.

Прямо из сигнала

bPow = bandpower(x,Fs,[fMin fMax])

Из периодограммы сигнала

P,F = periodogram(x,hamming(length(x)),length(x),Fs);

bPow = bandpower(P,F,[fMin fMax],"psd")

Из оценки спектральной мощности (СПМ Уэлча) сигнала

P,F = pwelch(x,hamming(length(x)),[],length(x),Fs);

bPow = bandpower(P,F,[fMin fMax],"psd")
Поскольку функция bandpower использует промежуточное представление для преобразования входного сигнала из временной области в частотную область, возвращаемая мощность полосы частот может меняться в зависимости от метода преобразования сигнала, количества точек ДПФ и размера окна.

Литература

  1. Hayes, Monson H. Statistical Digital Signal Processing and Modeling. New York: John Wiley & Sons, 1996.

  2. Stoica, Petre, and Randolph Moses. Spectral Analysis of Signals. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2005.