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Spektralanalyse

Parametrische und nicht parametrische Methoden

Die Frequenzdomänen-Darstellung eines Signals deckt wichtige Signalmerkmale auf, die in der Zeitdomäne schwierig zu analysieren sind. Mit der Spektralanalyse können Sie den Frequenzinhalt eines Signals charakterisieren. Führen Sie eine Echtzeit-Spektralanalyse eines dynamischen Signals anhand des spectrumAnalyzer-Objekts in MATLAB® und dem Spectrum Analyzer-Block in Simulink® durch. Der Spectrum Analyzer verwendet die Filterbank-Methode oder die Welch-Methode des gemittelten modifizierten Periodogramms zur Berechnung der Spektraldaten. Bei beiden Methoden handelt es sich um FFT-basierte spektrale Schätzungsmethoden, bei denen keine Annahmen zu den Eingangsdaten getroffen werden; sie eignen sich für beliebige Signaltypen. Weitere Informationen über den Algorithmus des Spectrum Analyzer finden Sie unter Spectral Analysis. Im Spectrum Analyzer können Sie sowohl das Spektrum als auch das Spektrogramm des Signals betrachten. Ein Beispiel finden Sie unter View the Spectrogram Using Spectrum Analyzer.

Um diese Daten zur Nachverarbeitung in MATLAB zu erfassen, rufen Sie die Funktion isNewDataReady und die getSpectrumData-Objektfunktion des Spectrum Analyzer-Objekts auf. Wenn Sie diese Funktionen in der Streamingschleife aufrufen, können Sie die gesamten Spektraldaten abrufen. Um die Spektraldaten in Simulink zu erfassen, erstellen Sie ein SpectrumAnalyzerBlockConfiguration-Objekt und führen Sie die Funktion getSpectrumData an diesem Objekt aus. Beachten Sie, dass Sie in Simulink nur den letzten Frame der im Spectrum Analyzer angezeigten Spektraldaten erfassen können.

Alternativ können Sie das dsp.SpectrumEstimator System object™ und den Spectrum Estimator-Block verwenden, um das Leistungsspektrum zu berechnen und die Spektraldaten zur weiteren Verarbeitung abzurufen. Die vom Spectrum Estimator berechneten Spektraldaten können Sie auf einem Array-Diagramm anzeigen. Beispiele finden Sie unter Estimate the Power Spectrum in MATLAB und Estimate the Power Spectrum in Simulink.

Objekte

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spectrumAnalyzerDisplay frequency spectrum of time-domain signals (Seit R2022a)
dsp.SpectrumEstimatorEstimate power spectrum or power density spectrum
dsp.CrossSpectrumEstimatorEstimate cross-spectral density
dsp.TransferFunctionEstimatorEstimate transfer function

Blöcke

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Burg MethodPower spectral density estimate using Burg method
Covariance MethodPower spectral density estimate using covariance method
Cross-Spectrum EstimatorEstimate cross-power spectrum density
Discrete Transfer Function EstimatorCompute estimate of frequency-domain transfer function of system
Magnitude FFTCompute nonparametric estimate of spectrum using periodogram method
Modified Covariance MethodPower spectral density estimate using modified covariance method
PeriodogramPower spectral density or mean-square spectrum estimate using periodogram method
Short-Time FFTNonparametric estimate of spectrum using short-time fast Fourier transform (STFT) method
Spectrum AnalyzerDisplay frequency spectrum
Spectrum EstimatorEstimate power spectrum or power-density spectrum
Yule-Walker MethodPower spectral density estimate using Yule-Walker method
Burg AR EstimatorCompute estimate of autoregressive (AR) model parameters using Burg method
Covariance AR EstimatorCompute estimate of autoregressive (AR) model parameters using covariance method
Modified Covariance AR EstimatorCompute estimate of autoregressive (AR) model parameters using modified covariance method
Yule-Walker AR EstimatorCompute estimate of autoregressive (AR) model parameters using Yule-Walker method

Themen

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