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sinad

Señal de ruido y la relación de distorsión

Descripción

ejemplo

r = sinad(x) Devuelve la señal al ruido y la relación de distorsión (SINAD) en dBc de la señal sinusoidal de valor real.x El SINAD se determina utilizando un periodograma modificado de la misma longitud que la señal de entrada. El periodograma modificado utiliza una ventana de Kaiser con β = 38.

ejemplo

r = sinad(x,fs) Especifica la frecuencia de muestreo de la señal de entrada.fsx Si no se especifica, la frecuencia de muestreo se establece de manera predeterminada en 1.fs

ejemplo

r = sinad(pxx,f,'psd') Especifica la entrada como una estimación de densidad espectral de potencia (PSD) unilateral. es un vector de frecuencias correspondiente a las estimaciones de PSD en.pxxfpxx

r = sinad(sxx,f,rbw,'power') Especifica la entrada como un espectro de potencia unilateral. es el ancho de banda de resolución sobre el que se integra cada estimación de potencia.rbw

[r,totdistpow] = sinad(___) Devuelve el ruido total y la potencia de distorsión armónica (en dB) de la señal.

ejemplo

sinad(___) sin argumentos de salida traza el espectro de la señal en la ventana de la figura actual y etiqueta su componente fundamental. Utiliza diferentes colores para dibujar el componente fundamental, el valor de DC y el ruido. El SINAD aparece por encima de la trama.

Ejemplos

contraer todo

Cree dos señales. Ambas señales tienen una frecuencia fundamental de

<math display="block">
<mrow>
<mi>π</mi>
<mo>/</mo>
<mn>4</mn>
</mrow>
</math>
RAD/sample con amplitud 1 y el primer armónico de frecuencia
<math display="block">
<mrow>
<mi>π</mi>
<mo>/</mo>
<mn>2</mn>
</mrow>
</math>
RAD/sample con amplitud 0,025. Una de las señales tiene además ruido Gaussiano blanco aditivo con varianza
<math display="block">
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>.</mo>
<mn>0</mn>
<msup>
<mrow>
<mn>5</mn>
</mrow>
<mrow>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msup>
</mrow>
</math>
.

Cree las dos señales. Establezca el generador de números aleatorios en la configuración predeterminada para obtener resultados reproducibles. Determine el SINAD para la señal sin ruido aditivo y compare el resultado con el SINAD teórico.

n = 0:159; x = cos(pi/4*n)+0.025*sin(pi/2*n); rng default  y = cos(pi/4*n)+0.025*sin(pi/2*n)+0.05*randn(size(n)); r = sinad(x)
r = 32.0412 
powfund = 1; powharm = 0.025^2; thSINAD = 10*log10(powfund/powharm)
thSINAD = 32.0412 

Determine el SINAD para la señal sinusoidal con ruido aditivo. Mostrar cómo la inclusión de la varianza teórica del ruido aditivo se aproxima al SINAD.

r = sinad(y)
r = 22.8085 
varnoise = 0.05^2; thSINAD = 10*log10(powfund/(powharm+varnoise))
thSINAD = 25.0515 

Cree una señal con una frecuencia fundamental de 1 kHz y amplitud de unidad, muestreada a 480 kHz. La señal, además, consiste en el primer armónico con amplitud 0,02 y ruido Gaussiano blanco aditivo con varianza

<math display="block">
<mrow>
<mn>0</mn>
<mo>.</mo>
<mn>0</mn>
<msup>
<mrow>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mrow>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msup>
</mrow>
</math>
.

Determine el SINAD y compare el resultado con el SINAD teórico.

fs = 48e4; t = 0:1/fs:1-1/fs; rng default  x = cos(2*pi*1000*t)+0.02*sin(2*pi*2000*t)+0.01*randn(size(t)); r = sinad(x,fs)
r = 32.2058 
powfund = 1; powharm = 0.02^2; varnoise = 0.01^2; thSINAD = 10*log10(powfund/(powharm+varnoise*(1/fs)))
thSINAD = 33.9794 

Cree una señal con una frecuencia fundamental de 1 kHz y amplitud de unidad, muestreada a 480 kHz. La señal, además, consiste en el primer armónico con amplitud 0,02 y ruido Gaussiano blanco aditivo con desviación estándar 0,01. Establezca el generador de números aleatorios en la configuración predeterminada para obtener resultados reproducibles.

Obtener el periodograma de la señal y utilizar el periodograma como la entrada a.sinad

fs = 48e4; t = 0:1/fs:1-1/fs;  rng default x = cos(2*pi*1000*t)+0.02*sin(2*pi*2000*t)+0.01*randn(size(t));  [pxx,f] = periodogram(x,rectwin(length(x)),length(x),fs); r = sinad(pxx,f,'psd')
r = 32.2109 

Genere una sinusoide de frecuencia 2,5 kHz muestreada a 50 kHz. Añada el ruido blanco Gaussiano con la desviación estándar 0,00005 a la señal. Pase el resultado a través de un amplificador débilmente no lineal. Trace el SINAD.

fs = 5e4; f0 = 2.5e3; N = 1024; t = (0:N-1)/fs;  ct = cos(2*pi*f0*t); cd = ct + 0.00005*randn(size(ct));  amp = [1e-5 5e-6 -1e-3 6e-5 1 25e-3]; sgn = polyval(amp,cd);  sinad(sgn,fs);

La gráfica muestra el espectro utilizado para computar la relación y la región tratada como ruido. El nivel de CC y el fundamental se excluyen del cálculo del ruido. El fundamental está etiquetado.

Argumentos de entrada

contraer todo

Señal de entrada sinusoidal de valor real, especificada como vector de fila o columna.

Ejemplo: cos(pi/4*(0:159))+cos(pi/2*(0:159))

Tipos de datos: single | double

Frecuencia de muestreo, especificada como un escalar positivo. La frecuencia de muestreo es el número de muestras por unidad de tiempo. Si la unidad de tiempo es de segundos, entonces la frecuencia de muestreo tiene unidades de Hz.

Estimación de PSD unilateral, especificada como un vector de columna no negativo de valor real.

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 PSD de periodograma de una sinusoide de dos canales ruidosa muestreada a 2 π Hz y las frecuencias en las que se calcula.[pxx,f] = periodogram(cos(pi./[4;2]*(0:159))'+randn(160,2))

Tipos de datos: single | double

Frecuencias cíclicas correspondientes a la estimación PSD unilateral, especificadas como vector de fila o columna.pxx El primer elemento de debe ser 0.f

Tipos de datos: double | single

Espectro de potencia, especificado como un vector de fila o columna no negativo de valor real.

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 periodograma de una sinusoide de dos canales incrustada en el ruido Gaussiano blanco y las frecuencias normalizadas en las que se calcula.[sxx,w] = periodogram(cos(pi./[4;2]*(0:159))'+randn(160,2),'power')

Ancho de banda de resolución, especificado como un escalar positivo. El ancho de banda de resolución es el producto de la resolución de frecuencia de la transformada discreta de Fourier y el ancho de banda de ruido equivalente de la ventana.

Argumentos de salida

contraer todo

Señal al ruido y la relación de distorsión en dBc, devuelta como un escalar de valor real.

Ruido total y potencia de distorsión armónica de la señal, devuelta como un escalar real-valorado expresado en dB.

Más acerca de

contraer todo

Funciones de medición de distorsión

Las funciones, y miden la respuesta de un sistema débilmente no lineal estimulado por una sinusoide.thdsfdrsinadsnr

Cuando se da una entrada de dominio de tiempo, realiza un periodograma utilizando una ventana de Kaiser con atenuación de mínimos grande.sinad Para encontrar la frecuencia fundamental, el algoritmo busca el periodograma para el componente espectral más grande distinto de cero. A continuación, calcula el momento central de todos los bins adyacentes que disminuyen monótona del máximo. Para ser detectable, lo fundamental debe ser al menos en la segunda bandeja de frecuencias. Los armónicos superiores están en múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. Si una armónica se encuentra dentro de la región que disminuye monótona en el vecindario de otro, su poder se considera que pertenece a la armónica más grande. Este armónico más grande puede o no ser el fundamental.

La función estima un nivel de ruido utilizando la potencia mediana en las regiones que sólo contienen ruido y distorsión. El componente de CC se excluye del cálculo. El ruido en cada punto es el nivel estimado o la coordenada del punto, lo que sea menor. A continuación, el ruido se resta de los valores de la señal y de los armónicos.

falla si el elemento fundamental no es el componente espectral más alto de la señal.sinad

Asegúrese de que los componentes de frecuencia estén lo suficientemente alejados para acomodar el ancho de mínimos de la ventana de Kaiser. Si esto no es factible, puede utilizar la bandera y calcular un periodograma con una ventana diferente.'power'

Introducido en R2013b