MATLAB信号可视化与测量
在MATLAB®中使用时间范围和频谱分析仪在时间和频率域中可视化和测量信号。
时域和频域信号可视化
创建一个频率为100hz的正弦波，采样频率为1000hz。产生五秒的100赫兹正弦波加添加剂 一秒间隔的白噪音。将信号发送到时间示波器和频谱分析仪进行显示和测量。
SampPerFrame = 1000;Fs = 1000;SW = dsp。SineWave (“频率”, 100,.．.“SampleRate”Fs,.．.“SamplesPerFrame”, SampPerFrame);时间计(“SampleRate”Fs,.．.“TimeSpanSource”，“属性”，.．.“时间间隔”, 0.1,.．.“YLimits”(2, 2),.．.“ShowGrid”,真正的);光谱分析仪(“SampleRate”Fs,.．.“方法”，“韦尔奇”，“AveragingMethod”，“指数”）;抽搐;而toc < 10 sigData = SW() + 0.05*randn(SampPerFrame,1);SA (sigData);TS (sigData);结束发行版(TS)
发行版(SA)
时域测量
使用时间范围，您可以进行大量的时域信号测量。
以下是可用的测量方法:
光标测量-在所有范围上显示屏幕游标。
信号的统计数据-显示所选信号的最大值、最小值、峰峰差值、平均值、中值、均方根值，以及最大值和最小值发生的时间。
上下两层的测量-显示选定信号的跃迁、像差和周期信息。
峰仪-显示最大值及其发生的时间。
属性中启用和禁用这些度量测量选项卡。
为了说明测量在时间范围内的使用，模拟一个心电信号。使用心电图函数生成信号的2700个样本。使用Savitzky-Golay滤波器平滑信号，并周期性地扩展数据，以获得大约11个周期。
X = 3.5*ecg(2700).';Y = repmat(sgolayfilt(x,0,21)，[1 13]);sigData = y((1:3万)+ round(2700*rand(1))).';
在时间范围内显示信号，并使用峰值查找器和数据游标测量。假设采样率为4千赫。
TS_ECG = timescope(“SampleRate”, 4000,.．.“TimeSpanSource”，“汽车”，.．.“ShowGrid”,真正的);TS_ECG (sigData);TS_ECG。YLimits = [- 4,4];
峰值测量
启用峰值测量从测量选项卡，单击相应的工具条按钮。“峰值”窗格将出现在时间范围窗口的底部。为Num山峰属性,输入8，按“Enter”。在Peaks窗格中，时间范围显示了一个包含8个峰值振幅值的列表以及它们出现的时间。
每次心跳之间的时间差为0.675秒。因此，心电信号的心率由下式给出:
光标测量
启用光标测量从测量选项卡，单击相应的工具条按钮。游标出现在时间范围上，其中一个框显示两个游标之间的时间和值的变化。您可以拖动游标并使用它们来测量波形中事件之间的时间。拖动游标时，游标上的值出现的时间。该图显示了如何使用游标来测量ECG波形中峰值之间的时间间隔。的 光标框中的测量结果显示，两个峰值之间的时间间隔为0.675秒，对应心率为1.482 Hz或88.9次/分钟。
信号的统计数据而且上下两层的测量
您也可以选择信号的统计数据以及各种双层测量测量选项卡。信号统计可用于确定信号的最小值和最大值，以及其他指标，如峰到峰、平均值、中值和均方根值。双层测量可用于确定有关上升和下降跃迁、跃迁像差、超调和欠调信息、沉降时间、脉冲宽度和占空比的信息。要阅读有关这些测量的更多信息，请参见配置时间范围MATLAB对象．
频域测量
本节介绍如何使用频谱分析仪进行频域测量。
频谱分析仪提供以下测量值:
光标测量-在频谱显示上放置游标。
峰仪-显示最大值及其出现的频率。
信道测量-显示占用带宽和ACPR通道测量值。
变形测量-显示谐波和互调失真测量。
您可以从频谱分析仪工具条启用和禁用这些测量。
变形测量
为了说明使用频谱分析仪测量，创建一个2.5 kHz正弦波采样在48 kHz加性高斯白噪声。在每个信号值处评估一个高阶多项式(9次)来模拟非线性失真。在频谱分析仪中显示信号。
Fs = 48e3;SW = dsp。SineWave (“频率”, 2500,.．.“SampleRate”Fs,.．.“SamplesPerFrame”, SampPerFrame);SA_Distortion =频谱分析仪(“SampleRate”Fs,.．.“方法”，“韦尔奇”，.．.“AveragingMethod”，“指数”，.．.“PlotAsTwoSidedSpectrum”、假);Y = [1e-6 1e-9 1e-5 1e-9 1e-6 5e-8 0.5e-3 1e-6 1 3e-3];抽搐;而toc < 5 x = SW() + 1e-8*randn(SampPerFrame,1);sigData = polyval(y, x);SA_Distortion (sigData);结束释放(SA_Distortion);
启用谐波失真测量，请选择失真按钮。测量频谱分析仪工具条的选项卡。在失真部分，将值更改为Num谐波到9，检查标签谐波复选框。在频谱分析仪窗口底部的谐波失真面板中，您可以看到接近2500hz和8次谐波的基波值，以及它们的SNR、SINAD、THD和SFDR值，这些值是根据基波输出功率参考的。
峰仪
您可以通过使用峰值查找器测量来跟踪时变光谱成分。您可以显示和选择标签多达100个峰。要调用峰值查找器，请选择峰仪按钮。测量频谱分析仪工具条的选项卡。
来说明的用法峰仪，创建一个由三个正弦波组成的信号，频率分别为5、15和25 kHz，振幅分别为1、0.1和0.01。数据以100千赫采样。添加 将高斯白噪声转换为正弦波的和，并在频谱分析仪中显示单侧功率谱。
Fs = 100e3;SW1 = dsp。SineWave (1e0，5e3,0,.．.“SampleRate”Fs,.．.“SamplesPerFrame”, SampPerFrame);SW2 = dsp。SineWave (1e-1，15e3,0,.．.“SampleRate”Fs,.．.“SamplesPerFrame”, SampPerFrame);SW3 = dsp。SineWave (1e-2，25e3,0,.．.“SampleRate”Fs,.．.“SamplesPerFrame”, SampPerFrame);SA_Peak =光谱分析仪(“SampleRate”Fs,.．.“方法”，“韦尔奇”，.．.“AveragingMethod”，“指数”，.．.“PlotAsTwoSidedSpectrum”、假);抽搐;而toc < 10 sigData = SW1() + SW2() + SW3() + 1e-4*randn(SampPerFrame,1);SA_Peak (sigData);结束释放(SA_Peak);
启用峰仪标记三种正弦波频率。频率值和功率以dBm为单位显示在图的下方。中可以增加或减少峰值的最大数量、指定最小峰值距离以及更改其他设置山峰部份测量选项卡。
要了解有关使用频谱分析仪测量的更多信息，请参阅频谱分析仪测量的例子。
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