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obw

Ancho de banda ocupado

Descripción

bw = obw(x) devuelve el 99% de ancho de banda ocupado, , de la señal de entrada, .bwx

ejemplo

bw = obw(x,fs) devuelve el ancho de banda ocupado en términos de la frecuencia de muestreo, .fs

ejemplo

bw = obw(pxx,f) devuelve el 99% de ancho de banda ocupado de la estimación de densidad espectral de potencia (PSD), .pxx Las frecuencias, , corresponden a las estimaciones en .fpxx

bw = obw(sxx,f,rbw) calcula el ancho de banda ocupado de la estimación del espectro de potencia, .sxx Las frecuencias, , corresponden a las estimaciones en . es el ancho de banda de resolución utilizado para integrar cada estimación de potencia.fsxxrbw

bw = obw(___,freqrange,p) especifica el intervalo de frecuencia sobre el que calcular el ancho de banda ocupado. Esta sintaxis puede incluir cualquier combinación de argumentos de entrada de sintaxis anteriores, siempre y cuando el segundo argumento de entrada sea o .fsf Si la segunda entrada se pasa como vacía, se asumirá la frecuencia normalizada. Esta sintaxis también especifica , el porcentaje de la potencia total de la señal contenida en la banda ocupada.p

ejemplo

[bw,flo,fhi,power] = obw(___) también devuelve los límites inferior y superior del ancho de banda ocupado y la potencia de la banda ocupada.

obw(___) sin argumentos de salida traza el PSD o el espectro de potencia en la ventana de figura actual y anota el ancho de banda.

Ejemplos

contraer todo

Generar 1024 muestras de un chirrido muestreado a 1024 kHz. El chirp tiene una frecuencia inicial de 50 kHz y alcanza los 100 kHz al final del muestreo. Agregue el ruido gaussiano blanco de tal forma que la relación señal-ruido sea de 40 dB. Restablezca el generador de números aleatorios para obtener resultados reproducibles.

nSamp = 1024; Fs = 1024e3; SNR = 40; rng default  t = (0:nSamp-1)'/Fs;  x = chirp(t,50e3,nSamp/Fs,100e3); x = x+randn(size(x))*std(x)/db2mag(SNR);

Calcule el ancho de banda ocupado de la señal y anote en una gráfica de la densidad espectral de potencia (PSD).

obw(x,Fs)

ans = 5.5377e+04 

Generar otro chirrido. Especifique una frecuencia inicial de 200 kHz, una frecuencia final de 300 kHz y una amplitud que sea el doble que la de la primera señal. Agregue ruido gaussiano blanco.

x2 = 2*chirp(t,200e3,nSamp/Fs,300e3); x2 = x2+randn(size(x2))*std(x2)/db2mag(SNR);

Concatenar los chirridos para producir una señal de dos canales. Calcule el ancho de banda ocupado de cada canal.

y = obw([x x2],Fs)
y = 1×2
105 ×

    0.5538    1.0546

Anote los anchos de banda ocupados de los dos canales en una gráfica de los PSD.

obw([x x2],Fs);

Agregue los dos canales para formar una nueva señal. Trazar el PSD y anotar el ancho de banda ocupado.

obw(x+x2,Fs);

Generar 1024 muestras de un sinusoides de 100.123 kHz muestreado a 1024 kHz. Agregue el ruido gaussiano blanco de tal forma que la relación señal-ruido sea de 40 dB. Restablezca el generador de números aleatorios para obtener resultados reproducibles.

nSamp = 1024; Fs = 1024e3; SNR = 40; rng default  t = (0:nSamp-1)'/Fs;  x = sin(2*pi*t*100.123e3); x = x + randn(size(x))*std(x)/db2mag(SNR);

Utilice la función para calcular la densidad espectral de potencia (PSD) de la señal.periodogram Especifique una ventana Kaiser con la misma longitud que la señal y un factor de forma de 38. Calcule el ancho de banda ocupado de la señal y anote en una gráfica del PSD.

[Pxx,f] = periodogram(x,kaiser(nSamp,38),[],Fs);  obw(Pxx,f);

Generar otro sinusoides, este con una frecuencia de 257.321 kHz y una amplitud que es el doble que el primer sinusoides. Agregue ruido gaussiano blanco.

x2 = 2*sin(2*pi*t*257.321e3); x2 = x2 + randn(size(x2))*std(x2)/db2mag(SNR);

Concatenar los sinusoides para producir una señal de dos canales. Calcule el PSD de cada canal y utilice el resultado para determinar el ancho de banda ocupado.

[Pyy,f] = periodogram([x x2],kaiser(nSamp,38),[],Fs);  y = obw(Pyy,f)
y = 1×2
103 ×

    7.2001    7.3777

Anote los anchos de banda ocupados de los dos canales en una gráfica de los PSD.

obw(Pyy,f);

Agregue los dos canales para formar una nueva señal. Calcule el PSD y anote el ancho de banda ocupado.

[Pzz,f] = periodogram(x+x2,kaiser(nSamp,38),[],Fs);  obw(Pzz,f);

Generar una señal cuyo PSD se asemeja a la respuesta de frecuencia de un filtro FIR de paso de banda de orden 88 con frecuencias de corte normalizadas

<math display="block">
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>.</mo>
<mn>2</mn>
<mn>5</mn>
<mi>π</mi>
</mrow>
</math>
rad/muestra y
<math display="block">
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>.</mo>
<mn>4</mn>
<mn>5</mn>
<mi>π</mi>
</mrow>
</math>
rad/muestra.

d = fir1(88,[0.25 0.45]);

Calcular el 99% de ancho de banda ocupado de la señal entre

<math display="block">
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>.</mo>
<mn>2</mn>
<mi>π</mi>
</mrow>
</math>
rad/muestra y
<math display="block">
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>.</mo>
<mn>6</mn>
<mi>π</mi>
</mrow>
</math>
rad/muestra. Trazar el PSD y anotar el ancho de banda ocupado y el intervalo de medición.

obw(d,[],[0.2 0.6]*pi);

Salida del ancho de banda ocupado, sus límites inferior y superior, y la potencia de la banda ocupada. Especificar una frecuencia de muestreo de

<math display="block">
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>π</mi>
</mrow>
</math>
equivale a dejar la tasa sin establecer.

[bw,flo,fhi,power] = obw(d,2*pi,[0.2 0.6]*pi);  fprintf('bw = %.3f*pi, flo = %.3f*pi, fhi = %.3f*pi \n',[bw flo fhi]/pi)
bw = 0.217*pi, flo = 0.240*pi, fhi = 0.458*pi  
fprintf('power = %.1f%% of total',power/bandpower(d)*100)
power = 99.0% of total 

Añadir un segundo canal con frecuencias de corte normalizadas

<math display="block">
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>.</mo>
<mn>5</mn>
<mi>π</mi>
</mrow>
</math>
rad/muestra y
<math display="block">
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>.</mo>
<mn>8</mn>
<mi>π</mi>
</mrow>
</math>
rad/muestra y una amplitud que es una décima parte de la del primer canal.

d = [d;fir1(88,[0.5 0.8])/10]';

Calcular el ancho de banda ocupado al 50% de la señal entre

<math display="block">
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>.</mo>
<mn>3</mn>
<mi>π</mi>
</mrow>
</math>
rad/muestra y
<math display="block">
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>.</mo>
<mn>9</mn>
<mi>π</mi>
</mrow>
</math>
rad/muestra. Trazar el PSD y anotar el ancho de banda ocupado y el intervalo de medición.

obw(d,[],[0.3 0.9]*pi,50);

Salida del ancho de banda ocupado de cada canal. Dividir por

<math display="block">
<mrow>
<mi>π</mi>
</mrow>
</math>
.

bw = obw(d,[],[0.3 0.9]*pi,50)/pi
bw = 1×2

    0.0705    0.1412

Argumentos de entrada

contraer todo

Señal de entrada, especificada como vector o matriz. Si es un vector, se trata como un solo canal.x Si es una matriz, calcula el ancho de banda ocupado de forma independiente para cada columna. debe ser de valor finito.xobwx

Ejemplo: es una señal de vector de fila de un solo canal.cos(pi/4*(0:159))+randn(1,160)

Ejemplo: es una señal de dos canales.cos(pi./[4;2]*(0:159))'+randn(160,2)

Tipos de datos: single | double

Frecuencia de muestreo, especificada como un escalar real positivo. La frecuencia de muestreo es el número de muestras por unidad de tiempo. Si el tiempo se mide en segundos, la frecuencia de muestreo está en hercios.

Tipos de datos: single | double

Densidad espectral de potencia (PSD), especificada como vector o matriz con elementos no negativos reales. Si es una estimación unilateral, entonces debe corresponder a una señal real.pxx Si es una matriz, calcula el ancho de banda ocupado de cada columna de forma independiente.pxxobwpxx

La densidad espectral de potencia debe expresarse en unidades lineales, no en decibelios. Se utiliza para convertir valores de decibelios en valores de potencia.db2pow

Ejemplo: especifica la estimación de la DSP de periodograma de un sinusoides de dos canales ruidoso muestreado a 2 oS y las frecuencias a las que se calcula.[pxx,f] = periodogram(cos(pi./[4;2]*(0:159))'+randn(160,2))

Tipos de datos: single | double

Frecuencias, especificadas como vector.

Tipos de datos: single | double

Estimación del espectro de potencia, especificada como vector o matriz con elementos no negativos reales. Si es una matriz, calcula el ancho de banda ocupado de cada columna de forma independiente.sxxobwsxx

El espectro de potencia debe expresarse en unidades lineales, no en decibelios. Se utiliza para convertir valores de decibelios en valores de potencia.db2pow

Ejemplo: especifica la estimación del espectro de potencia del periodograma de un sinusoides de dos canales incrustado en el ruido gaussiano blanco y las frecuencias normalizadas a las que se calcula.[sxx,w] = periodogram(cos(pi./[4;2]*(0:159))'+randn(160,2),'power')

Tipos de datos: single | double

Ancho de banda de resolución, especificado como escalar positivo. El ancho de banda de resolución es el producto de dos valores: la resolución de frecuencia de la transformación discreta de Fourier y el ancho de banda de ruido equivalente de la ventana utilizada para calcular el PSD.

Tipos de datos: single | double

Rango de frecuencia, especificado como un vector de dos elementos de valores reales. Si no especifica , entonces utiliza todo el ancho de banda de la señal de entrada.freqrangeobw

Tipos de datos: single | double

Porcentaje de potencia, especificado como escalar positivo entre 0 y 100. calcula la diferencia de frecuencia entre los puntos en los que la potencia integrada cruza los porcentajes 1/2(100 – ) y 1/2(100 + ) de la potencia total en el espectro.obwpp

Tipos de datos: single | double

Argumentos de salida

contraer todo

Ancho de banda ocupado, devuelto como escalar o vectorial.

  • Si especifica una frecuencia de muestreo, tiene las mismas unidades que .bwfs

  • Si no especifica una frecuencia de muestreo, tiene unidades de rad/muestra.bw

Límites de frecuencia de ancho de banda, devueltos como escalares o vectores.

Potencia almacenada en ancho de banda, devuelta como escalar o vectorial.

Algoritmos

Para determinar el ancho de banda ocupado, calcula una estimación de densidad espectral de potencia de periodograma utilizando una ventana rectangular e integra la estimación utilizando la regla de punto medio.obw El ancho de banda ocupado es la diferencia de frecuencia entre los puntos donde la potencia integrada cruza 0,5% y 99,5% de la potencia total en el espectro.

Consulte también

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Introducido en R2015a