سیگنال عوامل اساسی

اعوجاج هارمونیک کل

نحو

شرح

R = THD (x) اعوجاج هارمونیک کل (THD) را در DBC از سیگنال سینوسی با ارزش واقعی x باز می گرداند. اعوجاج هارمونیک کل از فرکانس اساسی و پنج هارمونیک اول با استفاده از یک پریودوگرام اصلاح شده به همان طول سیگنال ورودی تعیین می شود. پریودگرام اصلاح شده از یک پنجره کایزر با β = 38 استفاده می کند.

R = THD (X ، FS ، N) نرخ نمونه ، FS و تعداد هارمونیک (از جمله اساسی) را برای استفاده در محاسبه THD مشخص می کند.

R = THD (PXX ، F ، 'PSD') PXX ورودی را به عنوان یک تخمین تراکم طیفی یک طرفه (PSD) مشخص می کند. F بردار فرکانسهای مربوط به برآورد PSD در PXX است.

r = thd (pxx ، f ، n ، 'psd') تعداد هارمونیک (از جمله اساسی) را برای استفاده در محاسبه THD مشخص می کند.

R = THD (SXX ، F ، RBW ، "POWER") ورودی را به عنوان یک طیف قدرت یک طرفه مشخص می کند. RBW پهنای باند وضوح است که بر روی آن هر برآورد قدرت یکپارچه است.

R = THD (SXX ، F ، RBW ، N ، "Power") تعداد هارمونیک (از جمله اساسی) استفاده در محاسبه THD را مشخص می کند.

r = thd (___ ، "aliased") هارمونیک های اساسی را که در محدوده Nyquist قرار دارند گزارش می دهد. از این گزینه استفاده کنید که سیگنال ورودی زیر مجموعه باشد. اگر این گزینه را مشخص نکرده اید ، یا اگر آن را روی "emitaliases" قرار داده اید ، این عملکرد هرگونه هارمونیک از فرکانس اساسی را که فراتر از محدوده Nyquist است ، نادیده می گیرد.

[R ، Harmpow ، Harmfreq] = THD (___) قدرت ها (در DB) و فرکانس های هارمونیک ، از جمله اساسی را برمی گرداند.

THD (___) بدون آرگومان خروجی طیف سیگنال را ترسیم می کند و هارمونیک ها را در پنجره شکل فعلی حاشیه نویسی می کند. از رنگهای مختلف برای ترسیم مؤلفه اساسی ، هارمونیک ها و سطح DC و سر و صدا استفاده می کند. THD در بالای طرح ظاهر می شود. اساسی و هارمونیک ها دارای برچسب هستند. اصطلاح DC از اندازه گیری خارج شده و برچسب گذاری نشده است.

مثال ها

THD را برای سیگنال با دو هارمونیک تعیین کنید

این مثال صریحاً نحوه محاسبه کل اعوجاج هارمونیک در DBC برای سیگنال متشکل از هارمونیک اساسی و دو را نشان می دهد. محاسبه صریح در برابر نتیجه برگشتی توسط THD بررسی می شود.

یک سیگنال نمونه برداری شده در 1 کیلوهرتز ایجاد کنید. این سیگنال شامل یک 100 هرتز اساسی با دامنه 2 و دو هارمونیک در 200 و 300 هرتز با دامنه 0. 01 و 0. 005 است. اعوجاج هارمونیک را به صراحت و با استفاده از THD بدست آورید.

تعداد هارمونیک ها را مشخص کنید

یک سیگنال نمونه برداری شده با فرکانس 1 کیلوهرتز ایجاد کنید. سیگنال از یک پایه 100 هرتز با دامنه 2 و سه هارمونیک در 200، 300 و 400 هرتز با دامنه های 0. 01، 0. 005 و 0. 0025 تشکیل شده است.

تعداد هارمونیک ها را روی 3 تنظیم کنید. این شامل فاندامنتال است. بر این اساس، توان 100، 200 و 300 هرتز در محاسبه THD استفاده می شود.

تعیین تعداد هارمونیک ها برابر با 3، توان 400 هرتز را در محاسبه THD نادیده می گیرد.

تعیین تعداد هارمونیک ها (ورودی PSD)

یک سیگنال نمونه برداری شده با فرکانس 1 کیلوهرتز ایجاد کنید. سیگنال از یک پایه 100 هرتز با دامنه 2 و سه هارمونیک در 200، 300 و 400 هرتز با دامنه های 0. 01، 0. 005 و 0. 0025 تشکیل شده است.

تخمین پریودوگرام PSD سیگنال را بدست آورید و از تخمین PSD به عنوان ورودی thd استفاده کنید. تعداد هارمونیک ها را روی 3 تنظیم کنید. این شامل فاندامنتال است. بر این اساس، توان 100، 200 و 300 هرتز در محاسبه THD استفاده می شود.

THD از Power Spectrum

THD را با وارد کردن طیف توان به دست آمده با یک پنجره Hamming و پهنای باند وضوح پنجره تعیین کنید.

یک سیگنال نمونه برداری شده در 10 کیلوهرتز ایجاد کنید. این سیگنال از یک 100 هرتز بنیادی با دامنه 2 و سه هارمونیک فرد با اعداد 300، 500 و 700 هرتز با دامنه های 0. 01، 0. 005 و 0. 0025 تشکیل شده است. تعداد هارمونیک ها را تا 7 مشخص کنید. THD را تعیین کنید.

THD با و بدون هارمونیک مستعار

سیگنالی شبیه خروجی یک تقویت کننده غیرخطی ضعیف با صدای 2. 1 کیلوهرتز به عنوان ورودی تولید کنید. سیگنال به مدت 1 ثانیه در 10 کیلوهرتز نمونه برداری می شود. طیف قدرت سیگنال را محاسبه و رسم کنید. از یک پنجره قیصر با β = 38 برای محاسبه استفاده کنید.

هارمونیک ها از نویز در فرکانس های 4. 2 کیلوهرتز، 6. 3 کیلوهرتز، 8. 4 کیلوهرتز، 10. 5 کیلوهرتز، 12. 6 کیلوهرتز و 14. 7 کیلوهرتز خارج می شوند. همه فرکانس ها به جز فرکانس اول بزرگتر از فرکانس Nyquist هستند. هارمونیک ها به ترتیب به 3. 7 کیلوهرتز، 1. 6 کیلوهرتز، 0. 5 کیلوهرتز، 2. 6 کیلوهرتز و 4. 7 کیلوهرتز تبدیل می شوند.

اعوجاج هارمونیک کل سیگنال را محاسبه کنید. به طور پیش فرض، thd هارمونیک های مستعار را به عنوان بخشی از نویز در نظر می گیرد.

محاسبات را تکرار کنید، اما اکنون هارمونیک های مستعار را به عنوان بخشی از سیگنال در نظر بگیرید.

توان هارمونیک و فرکانس های مربوطه

یک سیگنال نمونه برداری شده در 10 کیلوهرتز ایجاد کنید. این سیگنال از یک 100 هرتز بنیادی با دامنه 2 و سه هارمونیک فرد با اعداد 300، 500 و 700 هرتز با دامنه های 0. 01، 0. 005 و 0. 0025 تشکیل شده است. تعداد هارمونیک ها را تا 7 مشخص کنید. THD، توان هارمونیک ها و فرکانس های مربوطه را تعیین کنید.

قدرت در هارمونیک های یکنواخت به ترتیب - 3 0 0 dB است که مربوط به دامنه 1 0 - 1 5 است.

THD از یک سیگنال تقویت شده

یک سینوسی از فرکانس 2. 5 کیلوهرتز نمونه برداری شده در 50 کیلوهرتز تولید کنید. سر و صدای سفید گاوسی را با انحراف استاندارد 0. 00005 به سیگنال اضافه کنید. نتیجه را از طریق یک تقویت کننده ضعیف غیرخطی عبور دهید. THD را ترسیم کنید.

طرح طیف مورد استفاده برای محاسبه نسبت و منطقه تحت درمان به عنوان سر و صدا را نشان می دهد. سطح DC از محاسبه خارج می شود. اساسی و هارمونیک ها دارای برچسب هستند.

استدلال های ورودی

X-بردار سیگنال ورودی سینوسی با ارزش واقعی

سیگنال ورودی سینوسی با ارزش واقعی ، که به عنوان یک ردیف یا وکتور ستون مشخص شده است.

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

انواع داده ها: مجرد |دو برابر

FS - نرخ نمونه مقیاس مثبت

نرخ نمونه ، به عنوان یک مقیاس مثبت مشخص شده است. نرخ نمونه تعداد نمونه ها در هر واحد زمان است. اگر واحد زمان ثانیه باشد ، نرخ نمونه دارای واحدهای هرتز است.

n - تعداد عدد صحیح هارمونیک مثبت

تعداد هارمونیک ، به عنوان یک عدد صحیح مثبت مشخص شده است.

PXX-بردار تخمین PSD یک طرفه

برآورد PSD یک طرفه ، به عنوان یک بردار ستون با ارزش واقعی و غیر منفی مشخص شده است.

چگالی طیفی قدرت باید در واحدهای خطی بیان شود نه دسی بل. برای تبدیل مقادیر دسی بل به مقادیر قدرت از DB2Pow استفاده کنید.

مثال: [pxx ، f] = periogram (cos (pi ./ [4 ؛ 2]*(0: 159)) '+Randn (160،2)) برآورد PSD پریودگرام یک سینوسی دو کانال پر سر و صدا نمونه برداری شده2π هرتز و فرکانس هایی که در آن محاسبه می شود.

انواع داده ها: مجرد |دو برابر

F - بردار فرکانس های چرخه ای

فرکانسهای چرخه ای مربوط به برآورد PSD یک طرفه ، PXX ، که به عنوان یک ردیف یا وکتور ستون مشخص شده است. اولین عنصر f باید 0 باشد.

انواع داده ها: دو برابر |تنها

SXX-طیف قدرت ردیف یا وکتور ستون با ارزش واقعی غیر منفی

طیف قدرت ، به عنوان یک ردیف یا بردار ستون غیر منفی با ارزش واقعی مشخص شده است.

طیف قدرت باید در واحدهای خطی بیان شود نه دسی بل. برای تبدیل مقادیر دسی بل به مقادیر قدرت از DB2Pow استفاده کنید.

مثال: [SXX ، W] = Periodogram (cos (pi ./ [4 ؛ 2]*(0: 159)) '+Randn (160،2) ، "Power") برآورد طیف قدرت پریودوگرام یک دو را مشخص می کندکانال سینوسی تعبیه شده در سر و صدای گاوسی سفید و فرکانسهای عادی که در آن محاسبه می شود.

RBW - وضوح پهنای باند مثبت

پهنای باند وضوح ، که به عنوان یک مقیاس مثبت مشخص شده است. پهنای باند وضوح محصول وضوح فرکانس تبدیل گسسته فوریه و پهنای باند نویز معادل پنجره است.

استدلال های خروجی

R-اعوجاج هارمونیک کل در مقیاس واقعی DBC

اعوجاج هارمونیک کل در DBC ، به عنوان یک مقیاس با ارزش واقعی بازگشت.

HARMPOW-قدرت مقیاس یا بردار با ارزش واقعی هارمونیک

قدرت هارمونیک ها ، به عنوان یک مقیاس یا وکتور با ارزش واقعی که در DB بیان شده است. این که آیا HARMPOW یک مقیاس است یا یک بردار بستگی به تعداد هارمونیک هایی دارد که شما به عنوان آرگومان ورودی n مشخص می کنید.

Harmfreq - فرکانس های مقیاس یا بردار غیر منفی هارمونیک

فرکانس های هارمونیک ، به عنوان یک مقیاس یا بردار غیر منفی بازگشت. این که آیا Harmfreq یک مقیاس یا یک بردار است به تعداد هارمونیک هایی که شما به عنوان آرگومان ورودی n مشخص می کنید بستگی دارد.

بیشتر در مورد

توابع اندازه گیری اعوجاج

توابع THD ، SFDR ، SINAD و SNR پاسخ یک سیستم ضعیف غیرخطی را که توسط یک سینوسی تحریک می شود ، اندازه گیری می کنند.

هنگامی که ورودی دامنه زمانی داده می شود ، THD با استفاده از یک پنجره کایزر با ضعف بزرگ حاشیه ای ، یک دوره سنجی را انجام می دهد. برای یافتن فرکانس اساسی ، این الگوریتم برای بزرگترین مؤلفه طیفی غیرزرو ، پریودگرام را جستجو می کند. سپس لحظه اصلی همه سطل های مجاور را که به طور یکنواخت از حداکثر دور می شوند ، محاسبه می کند. برای ردیابی ، اساسی باید حداقل در سطل فرکانس دوم باشد. هارمونیک های بالاتر در چند عدد صحیح از فرکانس اساسی قرار دارند. اگر یک هارمونیک در منطقه کاهش یکنواخت در محله دیگری قرار داشته باشد ، قدرت آن در نظر گرفته می شود که متعلق به هارمونیک بزرگتر است. این هارمونیک بزرگتر ممکن است اساسی باشد یا نباشد.

اگر بنیادی بالاترین مؤلفه طیفی در سیگنال نباشد ، THD شکست می خورد.

اطمینان حاصل کنید که اجزای فرکانس به اندازه کافی از هم فاصله دارند تا بتوانند عرض حاشیه پنجره Kaiser را در خود جای دهند. اگر این امکان پذیر نباشد ، می توانید از پرچم "قدرت" استفاده کرده و یک دوره سنجی را با یک پنجره متفاوت محاسبه کنید.

قابلیت های گسترده

C/C ++ تولید کد C و C ++ با استفاده از Coder Matlab®.

یادداشت ها و محدودیت های استفاده:

در صورت تأمین ، استدلال های ورودی "قدرت" ، "PSD" ، "aliased" و "emitaliases" باید ثابت های زمان کامپایل باشند.