obw

Ширина занимаемой полосы частот.

Библиотека

EngeeDSP

Синтаксис

Вызов функции

bw = obw(x) — возвращает 99% занимаемой полосы частот bw входного сигнала x.

bw = obw(x,Fs) — возвращает занимаемую полосу частот, выраженную в единицах частоты дискретизации Fs.

bw = obw(pxx,f) — возвращает 99% занимаемой полосы частот оценки спектральной плотности мощности (СПМ) pxx. Частоты f соответствуют оценкам в pxx.

bw = obw(sxx,f,rbw) — вычисляет занимаемую полосу частот оценки спектра мощности sxx. Частоты f соответствуют оценкам в sxx. Функция использует разрешающую способность по частоте rbw для интегрирования каждой оценки мощности.

bw = obw(___,freqLims,p) — задает частотный интервал, в котором вычисляется занимаемая полоса частот. Этот синтаксис может включать любую комбинацию входных аргументов из предыдущих синтаксисов, при условии, что второй входной аргумент — это либо Fs, либо f. Если второй входной аргумент передан как пустой, obw использует нормализованную частоту. Этот синтаксис также определяет p как процент от общей мощности сигнала, содержащейся в занимаемой полосе.

bw,flo,fhi,power = obw(___) — также возвращает нижнюю и верхнюю границы занимаемой полосы и мощность в занимаемой полосе.

obw(___, out=:plot) — строит СПМ или спектр мощности в текущем окне графиков и подписывает полосу частот.

Аргументы

Входные аргументы

# x — входной сигнал
вектор | матрица

Details

Входной сигнал, заданный как вектор или матрица. Если x — вектор, он рассматривается как одиночный канал. Если x — матрица, obw вычисляет занимаемую полосу частот независимо для каждого столбца. x должен быть конечным числом.

Типы данных

Float32, Float64

# Fs — частота дискретизации
положительный вещественный скаляр

Details

Частота дискретизации, заданная как положительный вещественный скаляр. Частота дискретизации — это количество отсчетов в единицу времени. Если время измеряется в секундах, то частота дискретизации указывается в герцах.

Типы данных

Float32, Float64

# pxx — спектральная плотность мощности
вектор | матрица

Details

Спектральная плотность мощности (СПМ), заданная как вектор или матрица с вещественными неотрицательными элементами. Если pxx — односторонняя оценка, то она должна соответствовать вещественному сигналу. Если pxx — матрица, obw вычисляет занимаемую полосу частот каждого столбца pxx независимо.

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

Float32, Float64

# f — частоты
вектор

Details

Частоты, заданные как вектор.

Типы данных

Float32, Float64

# sxx — оценка спектра мощности
вектор | матрица

Details

Оценка спектра мощности, заданная как вектор или матрица с вещественными неотрицательными элементами. Если sxx — матрица, obw вычисляет занимаемую полосу частот каждого столбца sxx независимо.

Спектр мощности должен быть выражен в линейных единицах, а не в децибелах. Используйте функцию db2pow для преобразования значений в децибелах в значения мощности.

Типы данных

Float32, Float64

# rbw — разрешающая способность по частоте
положительный скаляр

Details

Разрешающая способность по частоте, заданная как положительный скаляр. Разрешающая способность по частоте является произведением двух величин: частотного разрешения дискретного преобразования Фурье и эквивалентной шумовой полосы окна, используемого для вычисления СПМ.

Типы данных

Float32, Float64

# freqLims — предельные частоты
двухэлементный вектор

Details

Предельные частоты, заданные как двухэлементный вектор вещественных значений. Если аргумент freqLims не задан, то obw использует всю полосу частот входного сигнала.

Типы данных

Float32, Float64

# p — процент мощности
99 (по умолчанию) | положительный скаляр

Details

Процент мощности, заданный как положительный скаляр от 0 до 100. Функция obw вычисляет разность частот между точками, где интегральная мощность пересекает и процентов от общей мощности в спектре.

Типы данных

Float32, Float64

Выходные аргументы

# bw — ширина занимаемой полосы частот
скаляр | вектор

Details

Ширина занимаемой полосы частот, возвращаемая в виде скаляра или вектора.

Если указана частота дискретизации, то bw имеет те же единицы измерения, что и Fs.
Если частота дискретизации не указана, то bw имеет единицы измерения рад/отсчет.

# flo,fhi — границы полосы частот
скаляры | векторы

Details

Границы полосы частот, возвращаемые в виде скаляров или векторов.

# power — мощность, сохраняемая в полосе частот
скаляр | вектор

Details

Мощность, сохраняемая в полосе частот, возвращаемая в виде скаляра или вектора.

Алгоритмы

Для определения занимаемой полосы частот функция obw вычисляет оценку спектральной плотности мощности периодограммы с использованием прямоугольного окна, и интегрирует ее по правилу средней точки. Занимаемая полоса частот — это разность частот между точками, где интегральная мощность пересекает 0.5% и 99.5% общей мощности в спектре.

Одно и то же значение занимаемой полосы частот bw можно получить из сигнала x с частотой дискретизации Fs тремя способами.

Прямо из сигнала

bw = obw(x,Fs)

Из периодограммы сигнала

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

bw = obw(P,F)

Из оценки спектральной мощности (СПМ Уэлча) сигнала

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

bw = obw(P,F)

Поскольку функция obw использует промежуточное представление для преобразования входного сигнала из временной области в частотную, возвращаемая занимаемая полоса частот может варьироваться в зависимости от метода преобразования сигнала, количества точек ДПФ и размера окна.