Características principales

  • App Signal Analyzer para visualizar y comparar señales simultáneamente en los dominios de tiempo, frecuencia y tiempo-frecuencia
  • Diseño y análisis de filtros FIR e IIR
  • Algoritmos para localizar similitudes de señales, envolventes, patrones, puntos de cambio, picos y valores atípicos
  • Mediciones como las métricas de transición y pulso, la potencia de banda, el ancho de banda y la distorsión
  • Cálculo del espectro de potencia de datos muestreados de manera uniforme y no uniforme
  • Análisis de órdenes de señales de vibración y análisis modal de sistemas mecánicos

Exploración de señales

Signal Processing Toolbox™ proporciona apps y funciones para analizar, visualizar y comparar varias señales, así como para detectar y extraer características o eventos de interés. Por ejemplo, con la app Signal Analyzer podrá:

  • Analizar señales en los dominios de tiempo, frecuencia y tiempo-frecuencia
  • Preprocesar señales para mejorar su calidad
  • Extraer regiones de interés de las señales
Visualice y compare diferentes señales y espectros.
Mida el retardo temporal entre señales correlacionadas.
Identifique los tonos a través del ajuste del parámetro de fuga de la ventana mediante la app Signal Analyzer.

Preprocesamiento de señales

Signal Processing Toolbox ofrece funciones que permiten detectar valores atípicos, suavizar y trabajar con señales muestreadas de forma irregular con el fin de prepararlas para un análisis más profundo. Por ejemplo, puede:

  • Eliminar el ruido, los valores atípicos y el contenido espurio de los datos
  • Mejorar y visualizar las señales y descubrir sus patrones
  • Cambiar la tasa de muestreo de una señal o hacer que la tasa de muestreo sea constante en señales muestreadas de forma irregular o señales con datos incompletos
Cambie la tasa de muestreo de una señal sin introducir artefactos.
Elimine el ruido de las señales con los filtros de media móvil ponderada y Savitzky-Golay.
Elimine los picos con los filtros de mediana.
Genere pulsos y señales de frecuencia de barrido (barridos y VCO).
Interpole segmentos ausentes de señales mediante el modelado autorregresivo.
Mida los retardos y alinee las señales usando la correlación cruzada.

Mediciones y extracción de características de señales

Signal Processing Toolbox ofrece funciones que permiten explorar y extraer patrones en las señales. Concretamente, puede:

  • Localizar picos de señales y determinar su altura, anchura y distancia a los vecinos
  • Localizar los puntos de cambio en las señales y alinear las señales mediante la deformación de tiempo dinámica 
Localice las ubicaciones de los picos y mida la altura, prominencia y anchura de los picos.
Extraiga características para la clasificación de señales de paso.
Localice patrones exactos o muy parecidos en las señales.
Detecte cambios abruptos o eventos de interés en datos de series temporales.
Extraiga la envolvente de una señal usando la transformada de Hilbert y la señal analítica.
Mida la proporción de señal a ruido (SNR), la distorsión armónica total (THD) y la proporción de señal a ruido y distorsión (SINAD).
Mida la potencia de banda, el ancho de banda y las frecuencias media y mediana.

Filtros digitales y analógicos


Filtros digitales

Use las funciones y apps que ofrece Signal Processing Toolbox para diseñar, analizar e implementar una amplia variedad de filtros FIR e IIR digitales, como el paso bajo, el paso alto y la banda eliminada. Con estas funciones y aplicaciones, puede:

  • Visualizar las respuestas de magnitud, fase, retardo de grupo, impulso y paso
  • Examinar los polos y ceros del filtro
  • Evaluar el funcionamiento del filtro poniendo a prueba la estabilidad y la linealidad de fase
  • Aplicar filtros a datos y eliminar los retardos y la distorsión de fase usando el filtrado de fase cero
Compense el retardo y la distorsión que introducen los filtros.
Explore las respuestas de frecuencia de paso bajo, paso alto, paso banda, banda eliminada, diferenciador y magnitud arbitraria.
Especifique diferentes restricciones de diseño de filtros y compare algoritmos de diseño FIR, como Parks-McClellan (de igual rizado), mínimos cuadrados y ventana de Kaiser.

Filtros analógicos

Signal Processing Toolbox le ofrece funciones para el diseño y el análisis de filtros analógicos. Los tipos de filtros analógicos compatibles incluyen los filtros Butterworth, Chebyshev, Bessel y elípticos. La toolbox también contiene funciones de discretización, como los métodos de invarianza de impulso y transformación bilineal, para la conversión de filtros analógicos a digitales.


Análisis de tiempo-frecuencia y espectral

Clasifique el contenido de frecuencia de una señal usando la familia de funciones y aplicaciones de análisis espectral que ofrece Signal Processing Toolbox. Los métodos no paramétricos basados en FFT, como el método de Welch o el periodograma, no hacen ninguna suposición acerca de los datos de entrada y se pueden usar con cualquier tipo de señal. Los métodos paramétricos y de subespacios, como el de Burg, Yule-Walker y MUSIC, incorporan un conocimiento previo de la señal y pueden proporcionar estimaciones espectrales más precisas. Con estas funciones y aplicaciones, puede:

  • Calcular espectros de potencia de señales muestreadas de manera no uniforme o señales con muestras incompletas usando el método de Lomb-Scargle
  • Analizar señales usando técnicas de tiempo-frecuencia, tales como el espectrograma, y medir las similitudes de señales en el dominio de frecuencia mediante el cálculo de la coherencia espectral
Use el espectrograma para determinar cuándo existe un componente de frecuencia en una señal y realizar análisis de compromiso de resolución de tiempo-frecuencia.
Estime la coherencia espectral entre señales y mida la fase relativa entre componentes de frecuencia correlacionados.
Reduzca la desviación y variabilidad de PSD usando la creación de ventanas y calculando el promedio con los métodos de Welch y multitaper.
Estime espectros de señales muestreadas de manera no uniforme o señales con muestras incompletas.
Obtenga cálculos de tiempo-frecuencia exactos y extraiga los modos de las señales.
Modele señales cortas en forma de salidas de procesos autorregresivos para conseguir una mayor resolución espectral.

Análisis de vibración

Signal Processing Toolbox ofrece funciones que permiten estudiar y caracterizar vibraciones en los sistemas mecánicos. Concretamente, puede:

  • Utilizar el análisis de órdenes para analizar y visualizar el contenido espectral presente en la maquinaria rotativa
  • Rastrear y extraer órdenes y sus formas de onda en el dominio de tiempo
  • Calcular el espectro medio de una señal como una función de orden
  • Realizar análisis modales experimentales mediante el cálculo de funciones de respuesta en frecuencia, frecuencias naturales, tasas de amortiguamiento y formas modales
Identifique el origen de las vibraciones no deseadas mediante el análisis de órdenes.
Analice el estado de una caja de velocidades mediante el cálculo del promedio sincrónico temporal y espectros de envolvente.
Analice el comportamiento dinámico de las palas de un aerogenerador mediante el cálculo de los vectores de forma modal a partir de estimaciones de la función de respuesta en frecuencia.