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Cálculo del scalogram en el analizador de señales

El scalogram es el valor absoluto de la transformación de ondas continuas (CWT) de una señal, trazada en función del tiempo y la frecuencia. El escalograma puede ser más útil que el espectrograma para analizar señales del mundo real con características que ocurren a diferentes escalas, por ejemplo, señales con eventos que varían lentamente puntuados por transitorios abruptos.Utilice el scalogram cuando desee una mejor localización del tiempo para eventos de corta duración y alta frecuencia, y una mejor localización de frecuencia para eventos de baja frecuencia y mayor duración.

Nota

Necesita una licencia para utilizar la vista de scalogram.Wavelet Toolbox™

El espectrograma se obtiene mediante la ventana de la señal de entrada con una longitud constante (duración) que se desplaza en tiempo y frecuencia.Ventana (Consulte para obtener más información.)Cálculo del espectrograma en el analizador de señales La ventana utilizada en el espectrograma es uniforme, de valor real, y no oscila. Debido a que el espectrograma utiliza una ventana constante, la resolución de frecuencia de tiempo del espectrograma es fija.

Por el contrario, el CWT se obtiene mediante la ventana de la señal con una que se escala y se desplaza en el tiempo.Wavelet La wavelet oscila y puede ser de valor complejo. Las operaciones de escalado y desplazamiento se aplican a un tipo de onda prototipo. La escala utilizada en el CWT reduce y estira la onda prototipo. La reducción de la leta de onda prototipo produce ondas de alta frecuencia de corta duración que son buenas para detectar eventos transitorios. El estiramiento de la leta de onda prototipo produce ondas de larga duración y baja frecuencia que son buenas para aislar eventos de larga duración y baja frecuencia.

Para calcular el scalogram, realice estos pasos:Analizador de señales

  1. Si la señal tiene más de 1 millón de muestras, divida la señal en segmentos superpuestos.

  2. Calcular el CWT de cada segmento para obtener su scalogram.

  3. Visualice el segmento de scalogram por segmento.

Como se implementó, el CWT utiliza L1 Normalización. Por lo tanto, las amplitudes de los componentes oscilatosies en una señal coinciden con las amplitudes de los coeficientes de onda correspondientes.

Sugerencia

  • La vista de scalograma no admite señales complejas.

  • La vista de scalograma no admite señales muestreadas de forma no uniforme. Para calcular el escalograma de una señal muestreada de forma no uniforme, vuelva a muestrear la señal en una cuadrícula uniforme mediante la función.resample

  • La vista de scalograma está disponible en pantallas que contienen una sola señal. Para comparar escalogramas de diferentes señales, abra pantallas separadas y arrastre cada señal a su propia pantalla.

Dividir la señal en segmentos

Si la señal de entrada tiene 1 millón de muestras o menos, utiliza la función directamente.Analizador de señalescwt Si la señal tiene más de 1 millón de muestras, la aplicación realiza estos pasos:

  1. Divida la señal en segmentos de 1 millón de muestras, con una superposición del 50% entre los segmentos adyacentes.

  2. Si el último segmento se extiende más allá del punto final de la señal, cero-pad la señal hasta que el último segmento tiene 1 millón de muestras.

  3. Después de calcular el scalogram de cada segmento, elimine los efectos de borde:

    • Deseche las primeras 250.000 y las últimas 250.000 muestras de scalogram de todos los segmentos excepto la primera y la última.

    • Deseche las últimas 250.000 muestras de scalogram del primer segmento.

    • En el último segmento, deseche las primeras 250.000 muestras de scalogram y las muestras correspondientes a la región de acolchado cero.

Considere, por ejemplo, una señal con 2,6 x 106 Muestras:

Calcular la transformación de wavelet continua

calcula el CWT utilizando la configuración predeterminada de la función.Analizador de señalescwt La aplicación utiliza ondas Morse analíticas generalizadas con factor gamma γ = 3. Consulte para obtener más información.Morse Wavelets (Wavelet Toolbox)

proporciona dos controles separados para la resolución de frecuencias.Analizador de señales

  • El control deslizante controla el producto de ancho de banda de tiempo, que es proporcional a la duración de la onda en el dominio de tiempo.Time-Bandwidth El aumento del producto de ancho de banda de tiempo da como resultado ondas con más oscilaciones en sus porciones centrales, mayores diferenciales en el tiempo y spreads más estrechos en frecuencia. El control deslizante se mueve en el rango de 3 a 120. El valor predeterminado es 60. La figura muestra algunas ondas Morse con un producto de ancho de banda variable.P La parte real está en azul, la parte imaginaria está en rojo, y el valor absoluto está en negro.

  • El control deslizante controla el número de escalas por octava utilizadas para discretizar el CWT.Voices Per Octave A medida que aumenta el número de voces por octava, la resolución de la escala se vuelve más fina. El control deslizante se mueve en pasos de múltiplos de 4 en el rango de 4 a 16. El valor predeterminado es 8.

Mostrar el scalogram

traza el valor absoluto de los coeficientes CWT en función del tiempo y la frecuencia.Analizador de señales Si la señal se dividió en segmentos, la aplicación concatena partes de los escalogramas de los segmentos individuales y los muestra. La aplicación también traza el cono de influencia, que muestra dónde los efectos de borde se vuelven significativos. Consulte para obtener más información.Efectos de límites y el cono de influencia

Consulte también

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