主要内容

信噪比

描述

例子

r=信噪比(西y返回信号的信噪比(SNR),单位为分贝,西,通过计算其大小平方和与噪声大小平方和的比值y

r =mag2dbrssq西(:)) /rssqy(:)))

y尺寸必须和西.当输入信号不一定是正弦信号并且你对噪声有一个估计时,使用这种形式。

例子

r=信噪比(x返回实值正弦输入信号的相对于载波(dBc)的分贝信噪比,x.使用与输入长度相同的修改周期图确定信噪比。改进的周期图使用Kaiser窗口β= 38.结果排除了前六次谐波的幂,包括基次。

例子

r=信噪比(xfsn返回实正弦输入信号的信噪比(dBc),x,以一定的速率采样fs.计算不包括最小值中包含的功率n谐波,包括基音。的默认值。fs是1。的默认值。n是6。

例子

r=信噪比(pxxf, ' psd ')指定的输入pxx作为单侧功率谱密度(PSD)估计。这个论点f是一个频率的向量,在这个频率上的估计pxx发生。噪声的计算排除了前六次谐波的幂,包括基波。

r=信噪比(pxxfn, ' psd ')指定谐波数,n,在计算信噪比时排除。的默认值。n是6,包括基数。

例子

r=信噪比(sxxfrbw“权力”)指定输入为单侧功率谱,sxx,一个实信号。输入rbw是对每个功率估计进行集成的分辨率带宽。

r=信噪比(sxxfrbwn“权力”)指定谐波数,n,在计算信噪比时排除。的默认值。n是6,包括基数。

例子

r=信噪比(___、“别名”)去除混叠到奈奎斯特范围内的基音谐波。当正弦输入信号采样不足时使用此选项。如果不指定此选项,或者将其设置为“omitaliases”,则该函数将基频中超出奈奎斯特范围的任何谐波视为噪声。

例子

rnoisepow) =信噪比(___也返回信号非谐波分量的总噪声功率。

例子

信噪比(___在没有输出参数的情况下,绘制当前图形窗口中信号的频谱并标记其主要特征。它用不同的颜色画出基本分量,直流值和谐波,以及噪声。信噪比出现在图的上方。此功能适用于上面列出的所有语法信噪比xy

例子

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生成一个20毫秒矩形脉冲采样2秒在10千赫。

Tpulse = 20 e - 3;Fs = 10 e3;t = 1:1 / Fs: 1;x = rectpuls (t, Tpulse);

将脉冲嵌入高斯白噪声中,使信噪比(SNR)为53 dB。重置随机数生成器以获得可重复的结果。

rng默认的信噪比= 53个;y = randn(大小(x)) *性病(x) / db2mag(信噪比);S = x + y;

使用信噪比函数来计算噪声信号的信噪比。

pulseSNR =信噪比(x, y)
pulseSNR = 53.1255

计算并比较信号的信噪比(SNR)、总谐波失真(THD)和信噪失真比(SINAD)。

创建一个正弦信号采样在48千赫。该信号的基频为1khz,幅值为单位。此外,它还包含一个振幅减半的2 kHz谐波和方差为0.1²的加性噪声。

fs = 48 e3;t = 0:1 / fs: 1 - 1 / f;一个= 1.0;powfund = ^ 2/2;一个= 0.4;powharm = ^ 2/2;s = 0.1;varnoise = s ^ 2;x = A*cos(2* *1000*t) +...a * sin(2 *π* 2000 * t) + s * randn(大小(t));

验证信噪比、THD和SINAD是否与其定义一致。

信噪比=信噪比(x);defSNR = 10 * log10 (powfund / varnoise);SN =[信噪比defSNR]
SN =1×217.0178 - 16.9897
(THD = (THD (x);defTHD = 10 * log10 (powharm / powfund);TH = [THD dethd]
TH =1×2-7.9546 - -7.9588
SINAD = SINAD (x);defSINAD = 10 * log10 (powfund / (powharm + varnoise));SI = [SINAD defSINAD]
如果=1×27.4571 - 7.4473

计算在48 kHz采样的2.5 kHz正弦信号的信噪比。添加方差为0.001²的白噪声。

Fi = 2500;Fs = 48 e3;N = 1024;x = sin(2*pi*Fi/Fs*(1:N)) + 0.001*randn(1,N);信噪比=信噪比(x, Fs)
信噪比= 57.7103

绘制光谱并标注信噪比。

信噪比(x, Fs);

图中包含一个axes对象。标题信噪比为57.71 dB的axes对象包含17个类型为line, text的对象。这些对象表示基波、噪声、直流和谐波(不包括)。

获得在48 kHz采样的2.5 kHz正弦信号的周期图功率谱密度(PSD)估计。添加标准偏差为0.00001的白噪声。用这个值作为输入来确定信噪比。将随机数生成器设置为默认设置,以获得可重复的结果。

rng默认的Fi = 2500;Fs = 48 e3;N = 1024;x = sin(2*pi*Fi/Fs*(1:N)) + 0.00001*randn(1,N);w = kaiser(元素个数(x) 38);[Pxx, F] =周期图(x,w,numel(x),Fs);信噪比=信噪比(Pxx Fpsd的
信噪比= 97.7446

使用功率谱,计算在48 kHz采样并嵌入白噪声的2.5 kHz正弦信号的信噪比,其标准偏差为0.00001。重置随机数生成器以获得可重复的结果。

rng默认的Fi = 2500;Fs = 48 e3;N = 1024;x = sin(2*pi*Fi/Fs*(1:N)) + 0.00001*randn(1,N);w = kaiser(元素个数(x) 38);[Sxx, F] =周期图(x,w,numel(x),Fs,“权力”);rbw = enbw (w, Fs);信噪比=信噪比(Sxx F rbw,“权力”
信噪比= 97.7446

画出信号的频谱并标注信噪比。

信噪比(Sxx F rbw“权力”);

图中包含一个axes对象。标题信噪比为97.74 dB的axes对象包含17个类型为line, text的对象。这些对象表示基波、噪声、直流和谐波(不包括)。

生成一个类似于弱非线性放大器输出的信号,输入为2.1 kHz的音调。信号在10khz采样1秒。计算并绘制信号的功率谱。使用凯撒窗口β计算= 38。

Fs = 10000;f = 2100;t = 0:1 / Fs: 1;x =双曲正切(罪(2 *π* f * t) + 0.1 + 0.001 * randn(1、长度(t));周期图(x, kaiser(长度(x), 38), [], Fs,“权力”

图中包含一个axes对象。标题为Periodogram功率谱估计的axis对象包含一个类型为line的对象。

在4.2 kHz, 6.3 kHz, 8.4 kHz, 10.5 kHz, 12.6 kHz和14.7 kHz的频率下,谐波从噪声中脱颖而出。除第一个频率外,所有频率都大于奈奎斯特频率。谐波分别被混叠为3.7 kHz, 1.6 kHz, 0.5 kHz, 2.6 kHz和4.7 kHz。

计算信号的信噪比。默认情况下,信噪比将混叠的谐波作为噪声的一部分。

信噪比(x, Fs, 7);

图中包含一个axes对象。标题信噪比为23.62 dB的axes对象包含14个类型为line, text的对象。这些对象表示基波、噪声、直流和谐波(不包括)。

重复计算,但现在将混淆的谐波作为信号的一部分。

信噪比(x, Fs 7“别名”);

图中包含一个axes对象。标题信噪比为55.23 dB的axes对象包含19个类型为line, text的对象。这些对象表示基波、噪声、直流和谐波(不包括)。

创建一个正弦信号采样在48千赫。该信号的基频为1khz,幅值为单位。此外,它还包含一个振幅减半的2 kHz谐波和方差为0.1²的加性噪声。

fs = 48 e3;t = 0:1 / fs: 1 - 1 / f;一个= 1.0;powfund = ^ 2/2;一个= 0.4;powharm = ^ 2/2;s = 0.1;varnoise = s ^ 2;x = A*cos(2* *1000*t) +...a * sin(2 *π* 2000 * t) + s * randn(大小(t));

计算信号中的噪声功率。验证它是否与定义一致。

(信噪比、npow) =信噪比(x, fs);compare = [10*log10(powfund)-npow信噪比]
比较=1×217.0281 - 17.0178

产生频率为2.5 kHz的正弦信号,采样频率为50 kHz。重置随机数生成器。对信号添加标准差为0.00005的高斯白噪声。将结果通过弱非线性放大器。图的信噪比。

rng默认的fs = 5 e4;f0 = 2.5 e3;N = 1024;t = (0: n - 1) / fs;ct = cos(2 *π* f0 * t);CD = ct + 0.00005*randn(size(ct));Amp = [1e-5 5e-6 -1e-3 6e-5 1 25e-3];胡志明市= polyval (amp、cd);信噪比(胡志明市,fs);

图中包含一个axes对象。标题信噪比:83.80 dB的axes对象包含17个类型为line, text的对象。这些对象表示基波、噪声、直流和谐波(不包括)。

直流分量和所有的谐波,包括基波,都被排除在噪声测量之外。基波和谐波被标记。

输入参数

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输入信号,指定为向量、矩阵或N- d数组。

数据类型:|
复数的支持:是的

输入信号中噪声的估计,指定为向量、矩阵或N-D数组,与西

数据类型:|
复数的支持:是的

实值正弦输入信号,指定为行或列向量。

数据类型:|

样本速率,指定为正标量。采样率是单位时间内采样的数量。如果时间的单位是秒,那么采样速率的单位是赫兹。

数据类型:|

要从信噪比计算中排除的谐波数,指定为正整数标量。的默认值。n是6。

片面功率谱密度估计,指定为实值,非负列向量。

功率谱密度必须用线性单位表示,而不是分贝。使用db2pow将分贝值转换为功率值。

例子:[pxx f] =周期图(cos (pi. / (4; 2) * (0:159)) ' + randn (160 2))指定在2π Hz采样的噪声双通道正弦信号的周期图PSD估计和计算频率。

数据类型:|

单侧PSD估计的周期频率,pxx,指定为行或列向量。第一个元素f必须是0。

数据类型:|

功率谱,指定为实值非负的行或列向量。

功率谱必须用线性单位表示,而不是分贝。使用db2pow将分贝值转换为功率值。

例子:[sxx, w] =周期图(cos (pi. /(4; 2) *(0:159))”+ randn(160 2),“权力”)指定嵌入高斯白噪声中的双通道正弦信号的周期图功率谱估计和计算时的归一化频率。

数据类型:|

分辨率带宽,指定为正标量。分辨率带宽是离散傅里叶变换的频率分辨率与窗口的等效噪声带宽的乘积。

数据类型:|

输出参数

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信噪比,以相对于载波(dBc)的分贝表示,作为实值标量返回。如果输入信号不是正弦信号,则以分贝(dB)返回信噪比。

数据类型:|

输入信号的非谐波分量的总噪声功率,作为实值标量返回。

数据类型:|

更多关于

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变形测量功能

的函数sfdrsinad,信噪比测量弱非线性系统在正弦信号刺激下的响应。

当给定时域输入时,信噪比使用具有大旁瓣衰减的凯撒窗进行周期图。为了找到基频,算法在周期图中搜索最大的非零谱分量。然后计算所有相邻箱的中心力矩,这些箱的中心力矩从最大值开始单调递减。要被检测,基频至少应该在第二频率库中。高次谐波是基频的整数倍。如果一个谐波位于另一个谐波的邻近的单调递减区域内,则认为它的幂属于较大的谐波。这个更大的谐波可能是也可能不是基音。

该函数使用只包含噪声的区域的中值功率来估计噪声水平。直流分量不包含在计算中。每一点的噪声是估计的水平或点的纵坐标,以较小者为准。然后从信号和谐波值中减去噪声。

信噪比如果基波不是信号中最高的光谱成分,则失败。

确保频率组件之间的距离足够远,以适应凯撒窗的副瓣宽度。如果这是不可行的,您可以使用“权力”标记并计算具有不同窗口的周期图。

扩展功能

版本历史

介绍了R2013b

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