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dsp.SpectrumAnalyzer

(削除予定) 時間領域信号の周波数スペクトルの表示

• dsp.SpectrumAnalyzer オブジェクトは将来のリリースで削除される予定です。代わりに spectrumAnalyzer MATLAB^® オブジェクトを使用してください。

• dsp.SpectrumAnalyzer オブジェクトの CCDFMeasurements プロパティは将来のリリースで削除される予定です。CCDF 測定値を計算して可視化するには、代わりに powermeter オブジェクトを使用してください。

既存のコードを置換する方法の詳細については、互換性の考慮事項を参照してください。

説明

Spectrum Analyzer System object™ は、時間領域信号の周波数スペクトルを表示します。このスコープは可変サイズの入力をサポートするため、入力フレーム サイズを変更することができます。フレーム サイズは入力ベクトルの最初の次元です。入力チャネル数は一定でなければなりません。

スペクトル アナライザーで信号のスペクトルを表示するには、次のようにします。

1. dsp.SpectrumAnalyzer オブジェクトを作成し、そのプロパティを設定します。

2. 関数と同様に、引数を指定してオブジェクトを呼び出します。

System object の機能の詳細については、System object とはを参照してください。

作成

構文

scope = dsp.SpectrumAnalyzer

scope = dsp.SpectrumAnalyzer(ports)

scope = dsp.SpectrumAnalyzer(Name,Value)

説明

scope = dsp.SpectrumAnalyzer は Spectrum Analyzer System object を作成します。このオブジェクトは、実数値と複素数値の浮動小数点信号と固定小数点信号の周波数スペクトルを表示します。

scope = dsp.SpectrumAnalyzer(ports) は Spectrum Analyzer オブジェクトを作成し、NumInputPorts プロパティを ports の値に設定します。

scope = dsp.SpectrumAnalyzer(Name,Value) は、1 つ以上の名前と値のペアを使用してプロパティを設定します。各プロパティ名を一重引用符で囲みます。

プロパティ

特に指定がない限り、プロパティは "調整不可能" です。つまり、オブジェクトの呼び出し後に値を変更することはできません。オブジェクトは呼び出すとロックされ、ロックを解除するには関数 release を使用します。

プロパティが "調整可能" の場合、その値をいつでも変更できます。

プロパティ値の変更の詳細については、System object を使用した MATLAB でのシステム設計を参照してください。

よく使用される項目

NumInputPorts — 入力端子の数

1 (既定値) | [1, 96] の間の整数

入力端子の数。正の整数として指定します。個別の入力から入ってくる各信号はスコープで個別のチャネルになります。このプロパティの値と同じ入力の数でスコープを呼び出さなければなりません。

InputDomain — 入力信号の領域

"Time" (既定値) | "Frequency"

可視化する入力信号の領域。時間領域信号を可視化する場合、信号は Method パラメーターで指定するアルゴリズムに基づいて周波数スペクトルに変換されます。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[入力領域] を設定します。

データ型: char | string

SpectrumType — 表示するスペクトルのタイプ

"Power" (既定値) | "Power density" | "RMS"

表示するスペクトルのタイプを指定します。

"Power" — パワー スペクトル

"Power density" — パワー スペクトル密度。パワー スペクトル密度は、1 Hz の帯域幅に正規化されたスペクトルの振幅の二乗です。

"RMS" — 平方根平均二乗。平方根平均二乗は平均二乗の平方根を示します。このオプションは電圧や電流の信号の周波数を表示する場合に便利です。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[タイプ] を設定します。

データ型: char | string

ViewType — ビューアーのタイプ

"Spectrum" (既定値) | "Spectrogram" | "Spectrum and spectrogram"

スペクトル タイプを "Spectrum"、"Spectrogram" または "Spectrum and spectrogram" のいずれかとして指定します。

• "Spectrum" — パワー スペクトルを表示します。

• "Spectrogram" — 時間の経過に沿って周波数成分を表示します。スペクトログラムの各ラインは 1 つのピリオドグラムです。時間は表示の下部から上部に向かってスクロールします。直近のスペクトログラムの更新は表示の下部にあります。

• "Spectrum and Spectrogram" — デュアル表示でスペクトルとスペクトログラムの両方を表示します。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[ビュー] を設定します。

データ型: char | string

SampleRate — 入力のサンプルレート

10000 (既定値) | 有限スカラー

入力信号のサンプルレートを Hz 単位で有限の数値スカラーとして指定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[サンプル レート (Hz)] を設定します。

Method — スペクトル推定法

"Welch" (既定値) | "Filter Bank"

Welch または Filter bank のスペクトル推定法を指定します。

依存関係

このプロパティを有効にするには、InputDomain を "Time" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[メソッド] を設定します。

データ型: char | string

PlotAsTwoSidedSpectrum — 両側スペクトル フラグ

true (既定値) | false

• true — 両側スペクトル推定を計算およびプロットします。入力信号が複素数値の場合、このプロパティを true に設定しなければなりません。

• false — 片側スペクトル推定を計算およびプロットします。このプロパティを false に設定する場合、入力信号は実数値でなければなりません。

  このプロパティが false の場合、Spectrum Analyzer はパワーの折り返しを行います。0 とナイキスト周波数を除き、y 軸の値はこのプロパティを true に設定した場合の振幅の 2 倍になります。片側パワー スペクトル密度 (PSD) には、DC からナイキスト レートの半分までの周波数範囲内での信号の合計パワーが含まれます。詳細については、pwelch を参照してください。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[両側スペクトル] を選択します。

データ型: logical

FrequencyScale — 周波数スケール

"Linear" (既定値) | "Log"

• "Log" — 対数スケールの x 軸に周波数を表示します。"Log" の設定を使用するためには、PlotAsTwoSidedSpectrum プロパティも false に設定しなければなりません。

• "Linear" — 線形スケールの x 軸に周波数を表示します。"Linear" の設定を使用するためには、PlotAsTwoSidedSpectrum プロパティも true に設定しなければなりません。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[スケール] を設定します。

データ型: char | string

詳細設定

FrequencySpan — 周波数スパン モード

"Full" (既定値) | "Span and center frequency" | "Start and stop frequencies"

• "Full" - Spectrum Analyzer は、ナイキスト周波数範囲全体のスペクトルを計算およびプロットします。

• "Span and center frequency" - Spectrum Analyzer は、Span プロパティと CenterFrequency プロパティで指定された区間のスペクトルを計算し、プロットします。

• "Start and stop frequencies" - Spectrum Analyzer は、StartFrequency プロパティと StopFrequency プロパティで指定された区間のスペクトルを計算し、プロットします。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、"Full" の [全周波数スパン] を選択します。それ以外の場合、[全周波数スパン] チェック ボックスをオフにし、[スパン] または [FStart] を選択します。

データ型: char | string

Span — スペクトルを計算する周波数スパン

10e3 (既定値) | 実数の正のスカラー

Spectrum Analyzer がスペクトルを計算してプロットする周波数スパン (Hz 単位) を指定します。このプロパティと CenterFrequency プロパティで定義されるスパン全体が、ナイキスト周波数範囲の範囲内になければなりません。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、FrequencySpan を "Span and center frequency" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[全周波数スパン] チェック ボックスをオフにし、[スパン] を設定します。

StartFrequency — スペクトルを計算する周波数の開始点

-5e3 (既定値) | 実数スカラー

スペクトルが計算される周波数範囲の開始点。実数のスカラーとしてヘルツ数で指定します。このプロパティと StopFrequency で定義されるスパン全体が、ナイキスト周波数範囲の範囲内になければなりません。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、FrequencySpan を "Start and stop frequencies" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[全周波数スパン] をオフにし、[スパン] を [FStart] に変更します。[FStart (Hz)] を設定します。

StopFrequency — スペクトルを計算する周波数の終了点

5e3 (既定値) | 実数スカラー

スペクトルが計算される周波数範囲の終了点。実数のスカラーとしてヘルツ数で指定します。このプロパティと StartFrequency プロパティで定義されるスパン全体が、ナイキスト周波数範囲の範囲内になければなりません。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、FrequencySpan を "Start and stop frequencies" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[全周波数スパン] をオフにし、[スパン] を [FStart] に変更します。[FStop (Hz)] を設定します。

CenterFrequency — 周波数スパンの中心

0 (既定値) | 実数スカラー

Spectrum Analyzer がスペクトルを計算してプロットする範囲の中心周波数 (Hz 単位) を実数のスカラーとして指定します。Span とこのプロパティで定義される周波数スパン全体が、ナイキスト周波数範囲の範囲内になければなりません。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、FrequencySpan を "Span and center frequency" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン] で、[全周波数スパン] をオフにし、[CF (Hz)] を設定します。

FrequencyResolutionMethod — 周波数分解能の方法

"RBW" (既定値) | "WindowLength" | "NumFrequencyBands"

Spectrum Analyzer の周波数分解能の方法を指定します。

• "RBW" - RBWSource プロパティと RBW プロパティは、アナライザーの周波数分解能 (Hz 単位) を制御します。FFT 長は指定した RBW 値を達成した結果のウィンドウの長さまたは 1024 のどちらか大きいほうの値になります。

• "WindowLength" - Method プロパティが "Welch" に設定されている場合にのみ適用されます。WindowLength プロパティは、周波数分解能を制御します。FFT 点の数は、FrequencyResolutionMethod プロパティが "WindowLength" の場合にのみ制御できます。

• "NumFrequencyBands" - Method プロパティが "Filter Bank" に設定されている場合にのみ適用されます。FFTLengthSource プロパティと FFTLength プロパティは、周波数分解能を制御します。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、InputDomain を "Time" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[RBW (Hz)] ドロップダウンを選択して周波数分解能の方法を設定します。

データ型: char | string

RBWSource — 分解能帯域幅の値のソース

"Auto" (既定値) | "Property"

分解能帯域幅 (RBW) のソースを "Auto" または "Property" のいずれかとして指定します。

• "Auto" — スペクトル アナライザーは定義された周波数スパン全体に 1024 の RBW 間隔が必ず存在するようにスペクトル推定分解能を調整します。

• "Property" — RBW プロパティを使って分解能帯域幅を直接指定します。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、次のいずれかを設定します。

• InputDomain を "Time"、FrequencyResolutionMethod を "RBW" に設定する。

• InputDomain を "Frequency" に設定する。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[RBW (Hz)] を設定します。

データ型: char | string

RBW — 分解能帯域幅

9.76 (既定値) | 実数の正のスカラー

RBW は Spectrum Analyzer のスペクトル分解能を制御します。分解能帯域幅を Hz 単位で実数の正のスカラーとして指定します。指定した周波数スパンに少なくとも 2 つの RBW 間隔が必ず存在するようになる値を指定しなければなりません。したがって、スパン全体と RBW の比率は、次の式で表すように 2 より大きくなければなりません。

$$\frac{span}{RBW}>2$$

FrequencySpan プロパティの設定方法に基づいて、スパン全体をさまざまな方法で指定することができます。

依存関係

有効にするには、以下を設定します。

• RBWSource を "Property" に設定する。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[RBW (Hz)] を設定します。

WindowLength — ウィンドウの長さ

1024 (既定値) | 2 より大きい整数

スペクトル推定の計算に使用するウィンドウの長さをサンプル数で指定して、周波数分解能を制御します。ウィンドウの長さは 2 より大きい整数のスカラーでなければなりません。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、次を設定します。

• FrequencyResolutionMethod を "WindowLength" に設定し、ウィンドウの長さ設定に基づいて周波数分解能を制御する。

• Method を "Welch" に設定する。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[RBW (Hz)] ドロップダウンを [ウィンドウの長さ] に変更します。

FFTLengthSource — FFT 長のソース

"Auto" (既定値) | "Property"

• "Auto" - FFT 長を WindowLength プロパティで指定されたウィンドウの長さまたは 1024 のどちらか大きいほうの値に設定します。

• "Property" - FFTLength プロパティを使用した FFT 点の数。FFTLength は WindowLength よりも大きくなければなりません。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、FrequencyResolutionMethod を "WindowLength" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[RBW (Hz)] オプションの横に数値を入力するか [自動] を選択します。

データ型: char | string

FFTLength — FFT 長

1024 (既定値) | 正の整数

Spectrum Analyzer がスペクトル推定を計算するために使用する FFT 長を指定します。

FrequencyResolutionMethod が "RBW" の場合、FFT 長は指定された分解能帯域幅値を得るために必要なウィンドウの長さまたは 1024 のどちらか大きいほうの値に設定されます。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを使用するには、以下に該当しなければなりません。

• FrequencyResolutionMethod が "WindowLength" または "NumFrequencyBands" に設定されている。

• FFTLength が WindowLength 以上。

• FFTLengthSource が "Property" に設定されている。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[RBW (Hz)] オプションの横に数値を入力するか [自動] を選択します。

NumTapsPerBand — 周波数帯域ごとのフィルター タップ数

12 (既定値) | 正の偶数のスカラー

各周波数帯域のフィルター タップまたはフィルター係数の数を指定します。この数値は正の偶数の整数でなければなりません。この値は、ポリフェーズ分岐あたりのフィルター係数の数に対応しています。フィルター係数の合計数は NumTapsPerBand + FFTLength に等しくなります。

依存関係

このプロパティを有効にするには、Method を "Filter Bank" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[メイン オプション] セクションで、[帯域ごとのタップ数] を設定します。

FrequencyVectorSource — 周波数ベクトルのソース

"Auto" (既定値) | "Property"

• "Auto" — 周波数ベクトルは入力の長さから計算されます。周波数ベクトルを参照してください。

• "Property" — 周波数ベクトルとしてカスタム ベクトルを入力します。

依存関係

このプロパティを有効にするには、InputDomain を "Frequency" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[周波数入力オプション] セクションで、[周波数 (Hz)] を設定します。

データ型: char | string

FrequencyVector — カスタム周波数ベクトル

[-5000 5000] (既定値) | 単調増加ベクトル

表示の x 軸を決定する周波数ベクトルを設定します。ベクトルは単調増加し、入力フレーム サイズと同じサイズでなければなりません。

依存関係

このプロパティを有効にするには、FrequencyVectorSource を "Property" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[周波数入力オプション] セクションで、[周波数 (Hz)] を設定します。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64

OverlapPercent — オーバーラップ率

0 (既定値) | 実数のスカラー値

バッファーされた現在と直前のデータ セグメント間のオーバーラップ率。実数のスカラー値として指定します。オーバーラップにより、スペクトル推定の計算に使用されるウィンドウ セグメントが作成されます。この値は 0 以上 100 未満でなければなりません。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[ウィンドウ オプション] セクションで、[オーバーラップ (%)] を設定します。

Window — ウィンドウ関数

"Hann" (既定値) | "Rectangular" | "Chebyshev" | "Flat Top" | "Hamming" | "Kaiser" | "Blackman-Harris" | "Custom"

スペクトル推定器のウィンドウ関数を指定します。以下の表に事前に設定されたウィンドウを示します。詳細については、Signal Processing Toolbox™ ドキュメンテーションの対応する関数リファレンスへのリンクを参照してください。

ウィンドウ オプション	対応する Signal Processing Toolbox 関数
"Rectangular"	rectwin
"Chebyshev"	chebwin
"Flat Top"	flattopwin
"Hamming"	hamming
"Hann"	hann
"Kaiser"	kaiser
"Blackman-Harris"	blackmanharris

独自のスペクトル推定ウィンドウを設定するには、このプロパティを "Custom" に設定し、CustomWindow プロパティでカスタム ウィンドウ関数を指定します。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[ウィンドウ オプション] セクションで [ウィンドウ] を設定します。

データ型: char | string

CustomWindow — カスタム ウィンドウ関数

"hann" (既定値) | 文字配列 | string スカラー

カスタム ウィンドウ関数を文字配列または string として指定します。カスタム ウィンドウ関数名は MATLAB パス上になければなりません。このプロパティは、Signal Processing Toolbox バージョンのウィンドウ関数で使用可能な追加のプロパティを使用してウィンドウをカスタマイズする場合に役立ちます。

調整可能: Yes

例

カスタム ウィンドウ関数を定義して使用します。

function w = my_hann(L)
    w = hann(L, 'periodic')
end

scope.Window = 'Custom';
scope.CustomWindow = 'my_hann'

依存関係

このプロパティを使用するには、Window を "Custom" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[ウィンドウ オプション] セクションの [ウィンドウ] オプション ボックスで、カスタム ウィンドウ関数名を入力します。

データ型: char | string

SidelobeAttenuation — ウィンドウのサイドローブ減衰

60 (既定値) | 実数の正のスカラー

ウィンドウのサイドローブ減衰 (dB 単位)。値は 45 以上でなければなりません。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、Window を "Chebyshev" または "Kaiser" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[ウィンドウ オプション] セクションで、[減衰 (dB)] を設定します。

InputUnits — 周波数入力の単位

"dBm" (既定値) | "dBV" | "dBW" | "Vrms" | "Watts"

周波数領域入力の単位を選択します。このプロパティによって、SpectrumUnits プロパティで異なる表示単位を選択した場合にスペクトル アナライザーは周波数データをスケーリングできます。

依存関係

このオプションは、InputDomain が [周波数] に設定されている場合にのみ使用できます。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[周波数入力オプション] セクションで、[入力単位] を設定します。

データ型: char | string

SpectrumUnits — スペクトルの単位

"Auto" (既定値) | "dBm" | "dBFS" | "dBV" | "dBW" | "Vrms" | "Watts"

Spectrum Analyzer が電力値を表示する単位を指定します。

調整可能: Yes

依存関係

使用可能なスペクトルの単位は SpectrumType の値によって異なります。

InputDomain	SpectrumType	指定可能な SpectrumUnits
Time	Power または Power density	"dBFS", "dBm", "dBW", "Watts"
	RMS	"Vrms", "dBV"
Frequency	―	"dBm", "dBV", "dBW", "Vrms", "Watts",

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[単位] を設定します。

データ型: char | string

FullScaleSource — フル スケールのソース

"Auto" (既定値) | "Property"

dBFS スケーリング係数のソースを "Auto" または "Property" のいすれかとして指定します。

• "Auto" - Spectrum Analyzer は入力データに基づいてスケーリング係数を調整します。

• "Property" - FullScale プロパティを使用してフル スケールのスケーリング係数を指定します。

依存関係

このプロパティを有効にするには、SpectrumUnits を "dBFS" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[フル スケール] を Auto に設定するか、数値を入力します。

データ型: char | string

FullScale — フル スケール

1 (既定値) | 正のスカラー

dBFS のフル スケールに対して実数の正のスカラーを指定します。

調整可能: Yes

依存関係

このオプションを有効にするには、次のように設定します。

• SpectrumUnits を "dBFS" に設定する。

• FullScaleSource を "Property" に設定する。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[フル スケール] を Auto に設定するか、数値を入力します。

AveragingMethod — 平滑化法

"Running" (既定値) | "Exponential"

平滑化法を指定します。

• Running — 最後の n 個のサンプルのランニング平均。SpectralAverages プロパティを使用して n を指定します。

• Exponential — サンプルの加重平均。ForgettingFactor プロパティを使用して重み付け忘却係数を指定します。

平均化方法の詳細については、平均化方法を参照してください。

依存関係

このプロパティを有効にするには、ViewType を "Spectrum" または "Spectrum and spectrogram" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[平均化方法] を設定します。

データ型: char | string

SpectralAverages — スペクトル平均の数

1 (既定値) | 正の整数

Spectrum Analyzer は、最後の N 個のパワー スペクトル推定のランニング平均を計算することで現在のパワー スペクトル推定を計算します。このプロパティは N を定義します。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、ViewType を "Spectrum" に設定します。

依存関係

このプロパティは AveragingMethod が "Running" である場合にのみ適用されます。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[平均] を設定します。

ForgettingFactor — 重み付け忘却係数

0.9 (既定値) | (0,1] の範囲のスカラー

指数の重み付けの値を 0 より大きい 1 以下のスカラー値として指定します。

依存関係

このプロパティは AveragingMethod が "Exponential" である場合にのみ適用されます。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[忘却係数] を設定します。

ReferenceLoad — 参照負荷

1 (既定値) | 実数の正のスカラー

スコープがパワー レベルの計算で基準として使用する負荷。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[参照負荷 (オーム)] を設定します。

FrequencyOffset — Frequency offset

0 (既定値) | スカラー | ベクトル

• スカラー — 同じ周波数オフセットをすべてのチャネルに適用します。文字ベクトルとしてヘルツ数で指定します。

• ベクトル — 各チャネルに特定の周波数オフセットを適用します。周波数のベクトルを指定します。ベクトルの長さは入力チャネル数と同じでなければなりません。

  周波数軸の値はこのプロパティで指定される値でオフセットされます。スパン全体がナイキスト周波数範囲の範囲内になければなりません。FrequencySpan プロパティの設定方法に基づいて、スパン全体をさまざまな方法で制御することができます。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[オフセット (Hz)] を設定します。

スペクトログラム

SpectrogramChannel — スペクトログラムがプロットされるチャネル

1 (既定値) | 正のスカラー整数

スペクトログラムがプロットされるチャネルを、[1 N] の範囲内にある実数の正のスカラー整数として指定します。ここで、N は入力チャネルの数です。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、ViewType を "Spectrogram" または "Spectrum and spectrogram" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[スペクトログラム オプション] セクションで、[チャネル] を選択します。

TimeResolutionSource — 時間分解能値のソース

"Auto" (既定値) | "Property"

各スペクトログラム ラインの時間分解能のソースを "Auto" または "Property" のいずれかとして指定します。TimeResolution プロパティは、さまざまな周波数分解能方法の時間分解能と時間分解能のプロパティを示します。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、ViewType を "Spectrogram" または "Spectrum and spectrogram" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[スペクトログラム オプション] セクションで、[時間分解能 (s)] を設定します。

データ型: char | string

TimeResolution — 時間分解能

0.001 (既定値) | 正のスカラー

各スペクトログラム ラインの時間分解能を秒単位で表される正のスカラーとして指定します。

時間分解能の値は、周波数分解能法、RBW の設定および時間分解能の設定に基づいて決定されます。

メソッド	周波数分解能の方法	周波数分解能の設定	時間分解能の設定	結果として得られる時間分解能 (秒単位)
ウェルチまたはフィルター バンク	RBW (Hz)	自動	自動	1/RBW
ウェルチまたはフィルター バンク	RBW (Hz)	自動	手動入力	時間分解能
ウェルチまたはフィルター バンク	RBW (Hz)	手動入力	自動	1/RBW
ウェルチまたはフィルター バンク	RBW (Hz)	手動入力	手動入力	達成可能な最小時間分解能である 1/RBW 以上でなければなりません。いくつかのスペクトル推定が 1 つのスペクトログラム ラインにまとめられ、目的の時間分解能が得られます。1/RBW の整数倍でない時間分解能の値を得るには内挿が使用されます。
ウェルチ	ウィンドウの長さ	—	自動	1/RBW
ウェルチ	ウィンドウの長さ	—	手動入力	達成可能な最小時間分解能以上でなければなりません。いくつかのスペクトル推定が 1 つのスペクトログラム ラインにまとめられ、目的の時間分解能が得られます。1/RBW の整数倍でない時間分解能の値を得るには内挿が使用されます。
フィルター バンク	周波数帯域の数	—	自動	1/RBW
フィルター バンク	周波数帯域の数	—	手動入力	達成可能な最小時間分解能である 1/RBW 以上でなければなりません。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、次を設定します。

• ViewType を "Spectrogram" または "Spectrum and spectrogram" に設定する。

• TimeResolutionSource を "Property に設定する。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[スペクトログラム オプション] セクションの [時間分解能 (s)] ボックスで、数値を入力します。

TimeSpanSource — 時間範囲の値のソース

"Auto" (既定値) | "Property"

スペクトログラムの時間範囲のソースを "Auto" または "Property" のいずれかとして指定します。このプロパティを "Auto" に設定すると、スペクトログラムは常に 100 のスペクトログラム ラインを表示します。このプロパティを "Property" に設定すると、スペクトログラムは TimeSpan プロパティで秒単位で指定する持続時間を使用します。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、ViewType を "Spectrogram" または "Spectrum and spectrogram" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[スペクトログラム オプション] セクションで、[時間範囲 (秒)] を設定します。

データ型: char | string

TimeSpan — 時間範囲

0.1 (既定値) | 正のスカラー

スペクトログラム表示の時間範囲を秒単位で指定します。時間範囲は、スペクトルの更新に必要なサンプル数の持続時間の少なくとも 2 倍に設定しなければなりません。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、次を設定します。

• ViewType を "Spectrogram" または "Spectrum and spectrogram" に設定する。

• TimeSpanSource を "Property" に設定する。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[スペクトログラム オプション] セクションの [時間範囲 (秒)] ボックスで、数値を入力します。

測定

MeasurementChannel — 測定値が取得されるチャネル

1 (既定値) | 正の整数

測定値が取得されるチャネル。0 より大きく、100 以下である実数の正の整数として指定します。指定できる最大値は入力信号内のチャネル (列) 数です。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[ツール]、[測定値]、[トレース選択] 設定をクリックします。

データ型: double

SpectralMask — スペクトル マスク ライン

SpectralMaskSpecification オブジェクト

スペクトル マスクの上側のラインと下側のラインをスペクトル プロットに表示するかどうかを指定します。このプロパティは SpectralMaskSpecification オブジェクトからのプロパティを使用し、スペクトル マスクを有効にして構成します。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル マスク] ペインを開いて、[設定] オプションを変更します。

PeakFinder — ピークの検出測定

PeakFinderSpecification オブジェクト

ピークの検出を有効にして、最大ピーク値を計算し、計算された最大ピーク値を表示します。PeakFinder プロパティは PeakFinderSpecification プロパティを使用します。

PeakFinderSpecification プロパティは、以下のとおりです。

• MinHeight –– ピークが検出される最低レベル。スカラー値として指定します。

  既定値: -Inf

• NumPeaks –– 表示するピークの最大数。100 より小さい正の整数スカラーとして指定します。

  既定値: 3

• MinDistance –– 隣接するピーク間のサンプルの最小数。正の実数スカラーとして指定します。

  既定値: 1

• Threshold –– ピークとその隣接するサンプルとの高さの最小差異。非負の実数スカラーとして指定します。

  既定値: 0

• LabelFormat –– 計算されたピーク値の隣に表示する座標。文字ベクトルまたは string スカラーとして指定します。有効な値は "X"、"Y"、または "X + Y" です。

  既定値: "X + Y"

• Enable –– ピークの検出測定を有効にするには、このプロパティを true に設定します。有効な値は true または false です。

  既定値: false

PeakFinderSpecification プロパティはすべて調整可能です。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[ピークの検出] ペイン () を開き、[設定] オプションを変更します。

CursorMeasurements — カーソルの測定

CursorMeasurementsSpecification オブジェクト

画面または波形カーソルを表示するには、カーソルの測定を有効にします。CursorMeasurements プロパティは CursorMeasurementsSpecification プロパティを使用します。

CursorMeasurementsSpecification プロパティは、以下のとおりです。

• Type –– ディスプレイ カーソルのタイプ。"Screen cursors" または "Waveform cursors" のいずれかで指定します。

  既定値: "Waveform cursors"

• ShowHorizontal –– 水平方向のスクリーン カーソルを表示するには、このプロパティを true に設定します。このプロパティは、Type プロパティを "Screen cursors" に設定した場合に適用されます。

  既定値: true

• ShowVertical –– 垂直方向のスクリーン カーソルを表示するには、このプロパティを true に設定します。このプロパティは、Type プロパティを "Screen cursors" に設定した場合に適用されます。

  既定値: true

• Cursor1TraceSource –– 波形カーソル 1 のソースを正の実数スカラーとして指定します。このプロパティは、Type プロパティを "Waveform cursors" に設定した場合に適用されます。

  既定値: 1

• Cursor2TraceSource –– 波形カーソル 2 のソースを正の実数スカラーとして指定します。このプロパティは、Type プロパティを "Waveform cursors" に設定した場合に適用されます。

  既定値: 1

• LockSpacing –– カーソル間の間隔をロックします。logical スカラーとして指定します。

  既定値: false

• SnapToData –– カーソルをデータにスナップします。logical スカラーとして指定します。

  既定値: true

• XLocation –– カーソルの x 座標。長さが 2 に等しい実数ベクトルとして指定します。

  既定値: [-2500 2500]

• YLocation –– カーソルの y 座標。長さが 2 に等しい実数ベクトルとして指定します。このプロパティは、Type プロパティを "Screen cursors" に設定した場合に適用されます。

  既定値: [-55 5]

• Enable –– カーソルの測定を有効にするには、このプロパティを true に設定します。有効な値は true または false です。

  既定値: false

CursorMeasurementsSpecification プロパティはすべて調整可能です。

スコープ ウィンドウの使用

[カーソルの測定] ペイン () を開いて、[設定] オプションを変更します。

ChannelMeasurements — チャネル測定

ChannelMeasurementsSpecification オブジェクト

チャネル測定を有効にして、占有帯域幅または隣接チャネル電力比を計算して表示します。ChannelMeasurements プロパティは ChannelMeasurementsSpecification プロパティを使用します。

ChannelMeasurementsSpecification プロパティは、以下のとおりです。

• Algorithm –– 表示する測定データのタイプ。"Occupied BW" または "ACPR" のいずれかで指定します。

  既定値: "Occupied BW"

• FrequencySpan –– 周波数スパン モード。"Span and center frequency" または "Start and stop frequencies" のいずれかで指定します

  既定値: "Span and center frequency"

• Span –– チャネル測定を計算する周波数スパン。実数の正のスカラーで指定します (Hz 単位)。このプロパティは、FrequencySpan プロパティを "Span and center frequency" に設定した場合に適用されます。

  既定値: 2000 Hz

• CenterFrequency –– チャネル測定を計算するスパンの中心周波数。実数スカラーで指定します (Hz 単位)。このプロパティは、FrequencySpan プロパティを "Span and center frequency" に設定した場合に適用されます。

  既定値: 0 Hz

• StartFrequency –– チャネル測定を計算する周波数の開始点。実数スカラーで指定します (Hz 単位)。このプロパティは、FrequencySpan プロパティを "Start and stop frequencies" に設定した場合に適用されます。

  既定値: -1000 Hz

• StopFrequency –– チャネル測定を計算する周波数の終了点。実数スカラーで指定します (Hz 単位)。このプロパティは、FrequencySpan プロパティを "Start and stop frequencies" に設定した場合に適用されます。

  既定値: 1000 Hz

• PercentOccupiedBW –– 占有帯域幅を計算するパワー比率。正の実数スカラーとして指定します。このプロパティは、Algorithm プロパティを "Occupied BW" に設定した場合に適用されます。

  既定値: 99

• NumOffsets –– 隣接チャネル ペアの数。実数の正の整数として指定します。このプロパティは、Algorithm プロパティを "ACPR" に設定した場合に適用されます。

  既定値: 2

• AdjacentBW –– 隣接するチャネル帯域幅。正の実数のスカラーとして指定します。このプロパティは、Algorithm プロパティを "ACPR" に設定した場合に適用されます。

  既定値: 1000

• FilterShape –– メイン チャネルと隣接チャネル両方のフィルターの形状。"None"、"Gaussian"、または "RRC" で指定します。このプロパティは、Algorithm プロパティを "ACPR" に設定した場合に適用されます。

  既定値: "None"

• FilterCoeff –– チャネル フィルター係数。0 と 1 の間の実数スカラーとして指定します。このプロパティは、Algorithm プロパティを "ACPR" に設定し、FilterShape プロパティを "Gaussian" または "RRC" のいずれかに設定した場合に適用されます。

  既定値: 0.5

• ACPROffsets –– メイン チャネルの中心周波数に対する隣接チャネルの周波数。NumOffsets で指定したオフセット ペアの数に等しい長さの実数ベクトルとして指定します。このプロパティは、Algorithm プロパティを "ACPR" に設定した場合に適用されます。

  既定値: [2000 3500]

• Enable –– チャネル測定を有効にするには、このプロパティを true に設定します。有効な値は true または false です。

  既定値: false

ChannelMeasurementsSpecification プロパティはすべて調整可能です。

スコープ ウィンドウの使用

[チャネル設定] ペイン () を開いて、[測定] オプションと [チャネル設定] オプションを変更します。

DistortionMeasurements — 歪みの測定

DistortionMeasurementsSpecification オブジェクト

高調波歪みと相互変調歪みを計算して表示するには、歪みの測定を有効にします。DistortionMeasurements プロパティは DistortionMeasurementsSpecification プロパティを使用します。

DistortionMeasurementsSpecification プロパティは、以下のとおりです。

• Algorithm –– 表示する測定データのタイプ。"Harmonic" または "Intermodulation" のいずれかで指定します。

  既定値: "Harmonic"

• NumHarmonics –– 測定する高調波の数。実数の正の整数として指定します。このプロパティは、Algorithm を "Harmonic" に設定した場合に適用されます。

  既定値: 6

• Enable –– 歪みの測定を有効にするには、このプロパティを true に設定します。

  既定値: false

DistortionMeasurementsSpecification プロパティはすべて調整可能です。

スコープ ウィンドウの使用

[歪みの測定] ペイン () を開いて、[歪み] オプションと [高調波] オプションを変更します。

可視化

Name — ウィンドウ名

"Spectrum Analyzer" (既定値) | 文字ベクトル | string スカラー

スコープ ウィンドウのタイトル。

調整可能: Yes

データ型: char | string

Position — ウィンドウの位置

画面の中央 (既定値) | [left bottom width height]

ピクセル単位でのスペクトル アナライザー ウィンドウの位置。スコープ ウィンドウのサイズと位置によって [左 下 幅 高さ] という形式の 4 要素の double ベクトルとして指定します。このプロパティの値を変更することで、スコープ ウィンドウを画面上の特定の位置に配置できます。

既定の設定では、ウィンドウは幅 800 ピクセル、高さ 450 ピクセルで画面中央に表示されます。厳密な中心座標は画面の解像度により異なります。

調整可能: Yes

PlotType — 通常のトレースのプロット タイプ

"Line" (既定値) | "Stem"

通常のトレースの表示に使用するプロット タイプを "Line" または "Stem" として指定します。"通常の" トレースとは、フリーラン スペクトル推定を表示するトレースのことです。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、次を設定します。

• ViewType を "Spectrum" または "Spectrum and spectrogram" に設定する。

• PlotNormalTrace を true に設定する。

スコープ ウィンドウの使用

[スタイル] プロパティを開いて [プロット タイプ] を設定します。

データ型: char | string

PlotNormalTrace — 通常のトレース フラグ

true (既定値) | false

このプロパティを false に設定して通常のトレースの表示を削除します。これらのトレースはフリーラン スペクトル推定を表示します。トレースが表示から削除された場合でも、Spectrum Analyzer でスペクトルの計算が続行されます。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、ViewType を "Spectrum" または "Spectrum and spectrogram" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[通常のトレース] を選択します。

データ型: logical

PlotMaxHoldTrace — 最大ホールド トレース フラグ

false (既定値) | true

各入力チャネルの最大ホールド スペクトルを計算し、プロットするには、このプロパティを true に設定します。各周波数ビンでの最大ホールド スペクトルは、すべてのパワー スペクトル推定の最大値を維持することによって計算されます。このプロパティを切り替えると、Spectrum Analyzer で最大ホールドの計算がリセットされます。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、ViewType を "Spectrum" または "Spectrum and spectrogram" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[最大ホールド トレース] を選択します。

データ型: logical

PlotMinHoldTrace — 最小ホールド トレース フラグ

false (既定値) | true

各入力チャネルの最小ホールド スペクトルを計算し、プロットするには、このプロパティを true に設定します。各周波数ビンでの最小ホールド スペクトルは、すべてのパワー スペクトル推定の最小値を維持することによって計算されます。このプロパティを切り替えると、Spectrum Analyzer で最小ホールドの計算がリセットされます。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、ViewType を "Spectrum" または "Spectrum and spectrogram" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[トレース オプション] セクションで、[最小ホールド トレース] を選択します。

データ型: logical

Title — 表示タイトル

'' (既定値) | 文字ベクトル | string スカラー

表示タイトルを文字ベクトルまたは string として指定します。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[コンフィギュレーション プロパティ] を開きます。[タイトル] を設定します。

データ型: char | string

YLabel — Y 軸ラベル

'' (既定値) | 文字ベクトル | string スカラー

y 軸の左に表示するスコープの文字を指定します。

このプロパティに関係なく、Spectrum Analyzer は常に電力単位を SpectrumUnits の値のいずれかとして表示します。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、ViewType を "Spectrum" または "Spectrum and spectrogram" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[コンフィギュレーション プロパティ] を開きます。[Y ラベル] を設定します。

データ型: char | string

ShowLegend — 凡例の表示

false (既定値) | true

入力名を付けた凡例を表示するには、このプロパティを true に設定します。

表示する信号を凡例から制御できます。この制御は、[スタイル] ダイアログ ボックスでの可視性の変更と等価です。スコープの凡例で、信号名をクリックするとそのスコープ内の信号が非表示になります。信号を表示する場合は、信号名を再度クリックします。信号を 1 つだけ表示する場合は、信号名を右クリックします。すべての信号を表示するには Esc キーを押します。

メモ

凡例には信号が最初の 20 個のみ表示されます。追加の信号を凡例から表示または制御することはできません。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[コンフィギュレーション プロパティ] を開きます。[表示] タブの [凡例の表示] を選択します。

データ型: logical

ChannelNames — チャネルの名前

空の cell (既定値) | 文字ベクトルの cell 配列 | string の配列

入力チャネルの名前を文字ベクトルの cell 配列または string の配列として指定します。名前は凡例、[スタイル] ダイアログ ボックス、[測定値] パネルに表示されます。名前が指定されない場合、チャネルには Channel 1、Channel 2 などのラベルが付けられます。

調整可能: Yes

依存関係

チャネル名を表示するには、ShowLegend を true に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

凡例で、チャネル名をダブルクリックします。

データ型: char

ShowGrid — グリッドの可視性

true (既定値) | false

このプロパティを true に設定すると、プロットでグリッド線が表示されます。

調整可能: Yes

スコープ ウィンドウの使用

[コンフィギュレーション プロパティ] を開きます。[表示] タブで、[グリッド表示] を設定します。

データ型: logical

YLimits — Y 軸の範囲

[-80, 20] (既定値) | [ymin ymax]

y 軸の範囲を 2 要素の数値ベクトルとして指定します。形式は [ymin ymax] です。

例: scope.YLimits = [-10,20]

調整可能: Yes

依存関係

• このプロパティを有効にするには、ViewType プロパティを "Spectrum" または "Spectrum and spectrogram" に設定します。

• この単位は SpectrumUnits プロパティに直接依存します。

スコープ ウィンドウの使用

[コンフィギュレーション プロパティ] を開きます。[Y 軸範囲 (最大)] および [Y 軸範囲 (最小)] を設定します。

ColorLimits — スペクトログラムの色の範囲をスケーリング

[-80, 20] (既定値) | [colorMin colorMax]

2 要素の数値ベクトル [colorMin colorMax] を使用して、スペクトログラムの色の範囲を制御します。

例: scope.ColorLimits = [-10,20]

依存関係

• このプロパティを有効にするには、ViewType プロパティを "Spectrogram" または "Spectrum and spectrogram" に設定します。

• この単位は SpectrumUnits プロパティに直接依存します。

スコープ ウィンドウの使用

[コンフィギュレーション プロパティ] を開きます。[色の範囲 (最小)] および [色の範囲 (最大)] を設定します。

AxesScaling — 座標軸のスケーリング モード

"Auto" (既定値) | "Manual" | "OnceAtStop" | "Updates"

スコープによる座標軸の自動スケーリングのタイミングを指定します。有効な値は、次のとおりです。

• "Auto" — シミュレーションの実行中および実行後に、データを近似させるためにスコープが必要に応じて座標軸をスケーリングします。

• "Manual" — スコープは座標軸を自動スケーリングしません。

• "OnceAtStop" — シミュレーションが停止したときに、スコープは座標軸をスケーリングします。

• "Updates" — スコープは 10 回の更新後に 1 回座標軸をスケーリングします。

スコープ ウィンドウの使用

[ツール] 、 [座標軸のスケーリング] を選択します。

データ型: char | string

AxesLayout — スペクトルとスペクトログラムの向き

"Vertical" (既定値) | "Horizontal"

レイアウトのタイプを "Horizontal" または "Vertical" のいずれかに指定します。垂直方向のレイアウトでは、スペクトルがスペクトログラムの上に表示されます。水平方向のレイアウトでは、2 つのビューが並べて表示されます。

調整可能: Yes

依存関係

このプロパティを有効にするには、ViewType を "Spectrum and spectrogram" に設定します。

スコープ ウィンドウの使用

[スペクトル設定] を開きます。[座標軸のレイアウト] を設定します。

データ型: char | string

使用法

構文

scope(signal)

scope(signal1,signal2,...,signalN)

説明

scope(signal) は、Spectrum Analyzer の信号のスペクトルを更新します。

scope(signal1,signal2,...,signalN) は、Spectrum Analyzer で複数の信号を表示します。この信号は同じフレーム長でなければなりませんが、チャネル数は異なっていてもかまいません。この NumInputPorts プロパティを設定して、複数の入力信号を有効にしなければなりません。

入力引数

signal — 可視化する入力信号

スカラー | ベクトル | 行列

可視化する 1 つ以上の入力信号を dsp.SpectrumAnalyzer で指定します。信号のチャネル数は異なっていてもかまいませんが、フレーム長は同じでなければなりません。

例: scope(signal1, signal2)

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64 | fi

オブジェクト関数

オブジェクト関数を使用するには、System object を最初の入力引数として指定します。たとえば、obj という名前の System object のシステム リソースを解放するには、次の構文を使用します。

release(obj)

dsp.SpectrumAnalyzer に固有

generateScript	Generate MATLAB script to create scope with current settings
getMeasurementsData	Get the current measurement data displayed on the spectrum analyzer
getSpectralMaskStatus	Get test results of current spectral mask
getSpectrumData	Save spectrum data shown in spectrum analyzer
isNewDataReady	Check spectrum analyzer for new data

スコープに固有

show	Display scope window
hide	Hide scope window
isVisible	Determine visibility of scope

すべての System object に共通

step	System object のアルゴリズムの実行
release	リソースを解放し、System object のプロパティ値と入力特性の変更を可能にします。
reset	System object の内部状態のリセット

シミュレーションを最初から再開するには、reset を呼び出してスコープ ウィンドウの表示をクリアします。release の呼び出し後に reset を呼び出さないでください。

例

片側パワー スペクトルの Spectrum Analyzer

異なる振幅と周波数をもつ固定された実数の正弦波の和から作成された片側パワー スペクトルを表示します。

Fs = 100e6;  % Sampling frequency
fSz = 5000;  % Frame size

sin1 = dsp.SineWave(1e0,  5e6,0,'SamplesPerFrame',fSz,'SampleRate',Fs);
sin2 = dsp.SineWave(1e-1,15e6,0,'SamplesPerFrame',fSz,'SampleRate',Fs);
sin3 = dsp.SineWave(1e-2,25e6,0,'SamplesPerFrame',fSz,'SampleRate',Fs);
sin4 = dsp.SineWave(1e-3,35e6,0,'SamplesPerFrame',fSz,'SampleRate',Fs);
sin5 = dsp.SineWave(1e-4,45e6,0,'SamplesPerFrame',fSz,'SampleRate',Fs);

scope = dsp.SpectrumAnalyzer;
scope.SampleRate = Fs;
scope.SpectralAverages = 1;
scope.PlotAsTwoSidedSpectrum = false;
scope.RBWSource = 'Auto';
scope.PowerUnits = 'dBW';
for idx = 1:1e2 
     y1 = sin1();
     y2 = sin2();
     y3 = sin3();
     y4 = sin4();
     y5 = sin5();
     scope(y1+y2+y3+y4+y5+0.0001*randn(fSz,1));
end

release メソッドを実行してプロパティ値と入力の特性を変更します。スコープは座標軸を自動スケーリングします。

release(scope)

関数 clear を実行してスペクトル アナライザー ウィンドウを閉じます。

clear('scope');

両側パワー スペクトルのスペクトル アナライザー

Spectrum Analyzer 上でノイズのある正弦波の両側パワー スペクトルを表示します。

sin = dsp.SineWave('Frequency',100,'SampleRate',1000);
sin.SamplesPerFrame = 1000;
scope = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',sin.SampleRate);
for ii = 1:250
  x = sin() + 0.05*randn(1000,1);
  scope(x);
end

release メソッドを実行してプロパティ値と入力特性を変更します。スコープは座標軸を自動スケーリングします。データが内部バッファーにある場合、表示がもう一度更新されます。

release(scope);

MATLAB 関数 clear を実行してスペクトル アナライザー ウィンドウを閉じます。

clear('scope');

チャープ信号のスペクトログラム

この例では、追加のランダム ノイズをもつチャープ信号のスペクトログラムを説明します。

Fs = 233e3;
frameSize = 20e3;
chirp = dsp.Chirp('SampleRate',Fs,...
  'SamplesPerFrame',frameSize,...
  'InitialFrequency',11e3,...
  'TargetFrequency',11e3+55e3);

scope = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',Fs);
scope.ViewType = 'Spectrogram';
scope.RBWSource = 'Property';
scope.RBW = 500;
scope.TimeSpanSource = 'Property';
scope.TimeSpan = 2;
scope.PlotAsTwoSidedSpectrum = false;

for idx = 1:50
  y = chirp()+ 0.05*randn(frameSize,1);
  scope(y);
end

release(scope)

スペクトル推定からの周波数入力の表示

スペクトル アナライザーを使用して、ホワイト ガウス ノイズに組み込まれている正弦波のスペクトル推定から周波数入力を表示します。

初期化

表示する 2 つの dsp.SpectrumEstimator オブジェクトを初期化します。ウェルチ手法に基づくスペクトル推定法をハン ウィンドウで使用するように 1 つのオブジェクトを設定し、フィルター バンク推定を使用するようにもう 1 つのオブジェクトを設定します。サンプルあたりのサイクルが 0.16、0.2、0.205、0.25 の 4 つの正弦波を持つ、ノイズを含む正弦波入力信号を指定します。スペクトル推定は、周波数入力を処理するように設定された 3 番目のオブジェクトであるスペクトル アナライザーを使って表示します。

FrameSize = 420;
Fs = 1;
Frequency = [0.16 0.2 0.205 0.25];
sinegen = dsp.SineWave('SampleRate',Fs,'SamplesPerFrame',FrameSize,...
    'Frequency',Frequency,'Amplitude',[2e-5 1  0.05  0.5]);
NoiseVar = 1e-10;
numAvgs = 8;

hannEstimator = dsp.SpectrumEstimator('PowerUnits','dBm',...
    'Window','Hann','FrequencyRange','onesided',...
    'SpectralAverages',numAvgs,'SampleRate',Fs);

filterBankEstimator = dsp.SpectrumEstimator('PowerUnits','dBm',...
    'Method','Filter bank','FrequencyRange','onesided',...
    'SpectralAverages',numAvgs,'SampleRate',Fs);

spectrumPlotter = dsp.SpectrumAnalyzer('InputDomain','Frequency',...
    'SampleRate',Fs,...
    'SpectrumUnits','dBm','YLimits',[-120,40],...
    'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,...
    'ChannelNames',{'Hann window','Filter bank'},'ShowLegend',true);

ストリーミング

入力をストリーミングします。スペクトル推定をスペクトル アナライザーで比較します。

for i = 1:1000
    x = sum(sinegen(),2) + sqrt(NoiseVar)*randn(FrameSize,1);
    Pse_hann = hannEstimator(x);
    Pfb = filterBankEstimator(x);
    spectrumPlotter([Pse_hann,Pfb])
end

dsp.SpectrumAnalyzer System object の測定データをプログラムによって取得

dsp.SpectrumAnalyzer System object を使用して、ノイズを含む正弦波入力信号のパワー スペクトルを計算して表示します。次のプロパティを有効にすることで、スペクトル内のピーク、カーソルの配置、隣接チャネル電力比、歪みを測定します。

• PeakFinder

• CursorMeasurements

• ChannelMeasurements

• DistortionMeasurements

初期化

入力正弦波は次の 2 つの周波数をもちます。1000 Hz、5000 Hz。これら 2 つの周波数を生成する 2 つの dsp.SineWave System object を作成します。パワー スペクトルを計算して表示する dsp.SpectrumAnalyzer System object を作成します。

Fs = 44100;
Sineobject1 = dsp.SineWave('SamplesPerFrame',1024,...
    'PhaseOffset',10,...
    'SampleRate',Fs,'Frequency',1000);
Sineobject2 = dsp.SineWave('SamplesPerFrame',1024,...
    'SampleRate',Fs,'Frequency',5000);
SA = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',Fs,'Method','Filter bank',...
    'SpectrumType','Power','PlotAsTwoSidedSpectrum',false,...
    'ChannelNames',{'Power spectrum of the input'},...
    'YLimits',[-120 40],'ShowLegend',true);

測定データの有効化

測定値を取得するには、測定の Enable プロパティを true に設定します。

SA.CursorMeasurements.Enable = true;
SA.ChannelMeasurements.Enable = true;
SA.PeakFinder.Enable = true;
SA.DistortionMeasurements.Enable = true;

getMeasurementsData の使用

ノイズを含む正弦波入力信号でストリーミングを行い、スペクトル アナライザーを使用して信号のパワー スペクトルを推定します。スペクトルの特性を測定します。関数 getMeasurementsData を使用して、これらの測定値をプログラムによって取得します。関数 isNewDataReady は、新しいスペクトル データが存在するタイミングを示します。測定データは変数 data に格納されます。

data = [];
for Iter = 1:1000
    Sinewave1 = Sineobject1();
    Sinewave2 = Sineobject2();
    Input = Sinewave1 + Sinewave2;
    NoisyInput = Input + 0.001*randn(1024,1);
    SA(NoisyInput);
     if SA.isNewDataReady
        data = [data;getMeasurementsData(SA)];
     end
end

スペクトル アナライザーの右側に有効な測定ペインが表示されます。これらのペインに表示される値は、変数 data の最後のタイム ステップで表示される値と一致します。data の個々のフィールドにアクセスして、さまざまな測定値をプログラムによって取得できます。

ピーク値の比較

ピーク値は PeakFinder プロパティによって取得されます。data の最後のタイム ステップで取得されたピーク値がスペクトル アナライザー プロットで示される値と一致することを確認します。

peakvalues = data.PeakFinder(end).Value 

peakvalues = 3×1

   26.9851
   24.1735
  -51.1973

frequencieskHz = data.PeakFinder(end).Frequency/1000

frequencieskHz = 3×1

    4.9957
    0.9905
    0.2369

ヒント

• スコープ ウィンドウを閉じて、関連するデータをクリアするには、MATLAB の関数 clear を使用します。

• スコープ ウィンドウを非表示または表示するには、関数 hide と show を使用します。

• MATLAB の関数 mcc を使用して、スペクトル アナライザーを含むコードをコンパイルします。

  アプリケーション内に複数のコンパイル済みコンポーネントがある場合、スペクトル アナライザーのコンフィギュレーション ダイアログ ボックスは開くことができません。

アルゴリズム

スペクトル推定 — フィルター バンク

[Filter Bank] 法を選択すると、Spectrum Analyzer はパワー スペクトル推定に解析フィルター バンクを利用します。

フィルター バンクはサンプル レート fs の広帯域の入力信号 x(n) をサンプル レート fs/M の複数の狭帯域信号 y₀(m)、y₁(m)、…、y_M-1(m) に分割します。

変数 M はフィルター バンク内の周波数帯域の数を表します。スペクトル アナライザーでは、M は、指定された RBW 値と 1,024 のどちらか大きいほうの値の達成に必要なデータ点の数と等しくなります。解析フィルター バンクおよびその実装の詳細については、dsp.Channelizer のMore AboutおよびAlgorithmのセクションを参照してください。

スペクトル アナライザーは、帯域入力信号を複数の狭帯域に分割した後、次の式を利用して各狭周波数帯域の電力を計算します。各 Z_i 値はその狭周波数帯域の推定電力です。

$$Z_i=\frac{1}{L}{\displaystyle \sum _{m=0}^{L-1}{\left|y_i[m]\right|}^2}$$

L は狭帯域信号の長さ y_i(m) で、i = 1, 2, …, M-1 です。

すべての狭周波数帯域の電力値 (Z_i で表される) は Z ベクトルを形成します。

$$Z=[Z_0,Z_1,Z_2,\cdots ,Z_{M-1}]$$

スペクトル アナライザーは、2 つの移動平均法 (ビデオ帯域幅または指数の重み付け) のいずれかを利用して、現在の Z ベクトルを以前の Z ベクトルと平均化します。平均化演算の出力はスペクトル推定ベクトルを形成します。2 つの平均化方法の詳細については、平均化方法を参照してください。

スペクトル アナライザーは [RBW (Hz)] で指定された値を使用して、入力フレーム長を特定します。スコープに [RBW (Hz)] を表示するには、スペクトル アナライザーのツールストリップの [Analyzer] タブをクリックし、[Bandwidth] セクションに移動します。

スペクトル アナライザーでは、スペクトル推定を計算するために最小数のサンプルが必要です。この値は、分解能帯域幅プロパティである [RBW (Hz)] に直接関連付けられます。

[RBW (Hz)] の設定は次のとおりです。

• 自動 –– スペクトル アナライザーでは、表示を更新するために 1,024 個のサンプルが必要です。スペクトル アナライザーは適切な分解能帯域幅を特定し、指定された周波数スパンに 1,024 の RBW 間隔が必ず存在するようにします。[RBW (Hz)] を [Auto] に設定した場合、スペクトル アナライザーは次の方程式を使用して計算します。

  $$RB{W}_{auto}=\frac{span}{1024}$$

• スカラー値 –– スペクトル アナライザーは次の方程式を使用してサンプル数 N_samples を計算します。

  $$N_{samples}=\frac{F_s}{RBW}$$

  F_s は入力信号のサンプル レートです。[Sample Rate (Hz)] プロパティで指定します。スコープに [Sample Rate (Hz)] を表示するには、スペクトル アナライザーのツールストリップの [Analyzer] タブをクリックし、[Bandwidth] セクションに移動します。

  [RBW (Hz)] パラメーターを使用して分解能帯域幅を指定する場合、指定した周波数スパンに少なくとも 2 つの RBW 間隔が必ず存在するようになる値を指定しなければなりません。スパン全体と RBW の比率は 2 より大きくなければなりません。

  $$\frac{span}{RBW}>2$$

span は、スペクトル アナライザーがスペクトルを計算してプロットする周波数スパンです。スコープに [Span (Hz)] を表示するには、スペクトル アナライザーのツールストリップの [Estimation] タブをクリックし、[Frequency Options] セクションに移動します。このプロパティを有効にするには、[Frequency Span] を [Span and Center Frequency] に設定します。

入力サンプル数では、指定した分解能帯域幅を得るには不十分である場合、スペクトル アナライザーは次のようなメッセージを表示します。

十分な入力サンプルを提供するとこのメッセージは削除され、スペクトル推定が表示されます。

スペクトル推定 — ウェルチ法

[Welch] 法を選択すると、パワー スペクトル推定には平均修正ピリオドグラムが使用されます。

入力信号 x にスペクトル アナライザーは次の処理を行います。

1. 指定されたウィンドウを x に乗算し、その結果をウィンドウのべき乗でスケーリングします。スペクトル アナライザーは [RBW (Hz)] を使用して、入力フレーム長を特定します。スコープに [RBW (Hz)] を表示するには、スペクトル アナライザーのツールストリップの [Analyzer] タブをクリックし、[Bandwidth] セクションに移動します。

2. 信号の FFT Y を計算し、Z = Y.*conj(Y) を使用して振幅の 2 乗を計算します。

3. ベクトル Z 個のうち最後の N 個の移動平均を計算することで現在のパワー スペクトル推定を計算し、その答えをサンプル レートでスケーリングします。移動平均法の詳細については、平均化方法を参照してください。

更新ごとのサンプル数 (N_samples)

スペクトル アナライザーでは、スペクトル推定を計算するために最小数のサンプルが必要です。この値は、分解能帯域幅 (RBW) に直接関連付けられます。

$$N_{samples}=\frac{\left(1-\frac{O_p}{100}\right)\times NENBW\times F_s}{RBW}$$

ここで、O_p はオーバーラップ率、NENBW は正規化された有効ノイズ帯域幅、F_s は入力サンプル レート、RBW は分解能帯域幅です。

スペクトル アナライザーは、更新ごとのサンプル数をスペクトル アナライザーのステータス バーに表示します。

ステータス バーで Samples/Update を有効にできるのは、スペクトル アナライザーのツールストリップの [推定] タブで、[入力領域] を [時間] に設定し、[メソッド] を [ウェルチ] に設定している場合のみです。

正規化された有効ノイズ帯域幅 (NENBW)

正規化された有効ノイズ帯域幅 NENBW は、ウィンドウのノイズ パフォーマンスを測定するウィンドウ パラメーターです。NENBW はウィンドウの長さとウィンドウの係数を使用して決定され、次の方程式で求められます。

$$NENBW=N_{window}\times \frac{{\displaystyle \sum _{n=1}^{N_{window}}{w}^2(n)}}{{\left[{\displaystyle \sum _{n=1}^{N_{window}}w(n)}\right]}^2}$$

w(n) はウィンドウ係数のベクトルを表します (内部で計算)。N_window はスペクトル アナライザーが 1 つのスペクトルの更新を計算するために必要なウィンドウの長さであり、分解能帯域幅と正規化された有効ノイズ帯域幅に直接関連付けられます。

$$N_{window}=\frac{NENBW\times F_s}{RBW}$$

箱型ウィンドウの NENBW 値は最小の 1 です。その他すべてのウィンドウの NENBW 値はそれより大きくなります。たとえば、ハン ウィンドウの NENBW 値は約 1.5 です。

NENBW の値はスペクトル アナライザーのステータス バーに表示されます。

NENBW を有効にできるのは、スペクトル アナライザーのツールストリップの [Estimation] タブで、[Input Domain] を [Time] に設定し、[Method] を [Welch] に設定している場合のみです。

オーバーラップ率 (O_p)

オーバーラップ率 O_p は [Overlap %] プロパティで指定する値です。スコープに [Overlap (%)] を表示するには、スペクトル アナライザーのツールストリップの [Estimation] タブをクリックし、[Window Options] セクションに移動します。

オーバーラップ率を増やすと、スペクトル アナライザーが新しいスペクトルの更新を計算するために必要とする新しい入力サンプルが少なくなります。

Op	Nsamples
0%	100
50%	50
80%	20

入力サンプル レート (Fs)

F_s は入力信号のサンプル レートです。スコープに [Sample Rate (Hz)] を表示するには、スペクトル アナライザーのツールストリップの [Analyzer] タブをクリックし、[Bandwidth] セクションに移動します。このプロパティは、スペクトル アナライザー ウィンドウの下部にあるステータス バーで有効にできます。ステータス バーを右クリックし、Sample Rate を選択します。

分解能帯域幅 (RBW)

分解能帯域幅は表示する信号のスペクトル分解能を制御します。RBW 値により、分解できる周波数の間隔が決定されます。値が小さいと、スペクトル分解能は高くなり、ノイズ フロアは低くなります。つまり、スペクトル アナライザーはより間隔の狭い周波数を分解できます。ただし、その代わりにスイープ時間は長くなります。

分解能帯域幅は [RBW (Hz)] プロパティで設定できます。スコープに [RBW (Hz)] を表示するには、スペクトル アナライザーのツールストリップの [Analyzer] タブをクリックし、[Bandwidth] セクションに移動します。

[RBW (Hz)] の設定は次のとおりです。

• 自動 –– スペクトル アナライザーでは、表示を更新するために 1,024 個のサンプルが必要です。スペクトル アナライザーは適切な分解能帯域幅を特定し、指定された周波数スパンに 1,024 の RBW 間隔が必ず存在するようにします。[RBW (Hz)] を [Auto] に設定した場合、スペクトル アナライザーは次の方程式を使用して計算します。

  $$RB{W}_{auto}=\frac{span}{1024}$$

• スカラー値 –– 指定した周波数スパンに少なくとも 2 つの RBW 間隔が必ず存在するようになる値を指定します。スパン全体と RBW の比率は 2 より大きくなければなりません。

  $$\frac{span}{RBW}>2$$

span は、スペクトル アナライザーがスペクトルを計算してプロットする周波数スパンです。スペクトル アナライザーではスパンを [Span (Hz)] プロパティに表示します。スコープに [Span (Hz)] を表示するには、スペクトル アナライザーのツールストリップの [Estimation] タブをクリックし、[Frequency Options] セクションに移動し、[Frequency Span] を [Span and Center Frequency] に設定します。

入力サンプル数では、指定した分解能帯域幅を得るには不十分である場合、スペクトル アナライザーは次のようなメッセージを表示します。

十分な入力サンプルを提供するとこのメッセージは削除され、スペクトル推定が表示されます。

このプロパティは、スペクトル アナライザー ウィンドウの下部にあるステータス バーで有効にできます。ステータス バーを右クリックし、RBW を選択します。

ナイキスト周波数範囲

[スペクトル] タブまたは [スペクトログラム] タブで [両側スペクトル] を選択して両側スペクトルをプロットした場合、ナイキスト周波数範囲は $$\left[-\frac{SampleRate}{2},\frac{SampleRate}{2}\right]+FrequencyOffset$$ Hz になります。

[両側スペクトル] の選択を解除した場合、ナイキスト周波数範囲は $$\left[0,\frac{SampleRate}{2}\right]+FrequencyOffset$$ Hz になります。

ピリオドグラムとスペクトログラム

スペクトル アナライザーは、修正 "ピリオドグラム" 推定器を使用してパワー スペクトル、パワー スペクトル密度、RMS を計算し、プロットします。ピリオドグラム法の詳細については、periodogram を参照してください。

パワー スペクトル密度 — パワー スペクトル密度 (PSD) は次の式で求められます。

$$\mathrm{PSD}\left(f\right)=\frac{1}{P}{\displaystyle \sum _{p=1}^P\frac{{\left|{\displaystyle \sum _{n=1}^{N_{FFT}}{x}^p\left[n\right]e^{-j2\pi f(n-1)T}}\right|}^2}{F_s\times {\displaystyle \sum _{n=1}^{N_{window}}{w}^2\left[n\right]}}}$$

この式で、x[n] は離散入力信号です。スペクトル アナライザーは、入力信号フレームごとにできるだけ多くのオーバーラップ ウィンドウ (各ウィンドウは x^(p)[n] として表される) を生成し、それらのピリオドグラムを計算します。スペクトル アナライザーは、最新のピリオドグラム P のランニング平均を表示します。

パワー スペクトル — パワー スペクトルは、パワー スペクトル密度と分解能帯域幅の積で、次の式で求められます。

$$P_{spectrum}\left(f\right)=\mathrm{PSD}\left(f\right)\times RBW=\mathrm{PSD}\left(f\right)\times \frac{F_s\times NENBW}{N_{window}}=\frac{1}{P}{\displaystyle \sum _{p=1}^P\frac{{\left|{\displaystyle \sum _{n=1}^{N_{FFT}}{x}^p\left[n\right]e^{-j2\pi f(n-1)T}}\right|}^2}{{\left[{\displaystyle \sum _{n=1}^{N_{window}}w\left[n\right]}\right]}^2}}$$

スペクトログラム — いずれのパワーもスペクトログラムとしてプロットできます。スペクトログラムの各ラインは 1 つのピリオドグラムです。各ラインの時間分解能は、達成可能な最小分解能である 1/RBW です。必要な分解能を得るには、いくつかのピリオドグラムを結合しなければならない場合があります。その後、内挿を使用して 1/RBW の非整数値を計算します。スペクトログラム表示で、時間は上から下にスクロールするため、最新のデータは表示領域の一番上に示されます。オフセットは、最新のスペクトログラム ラインの中心が発生した時間値を示します。

周波数ベクトル

[Frequency (Hz)] を [Auto] に設定した場合、周波数領域入力の周波数ベクトルが計算されます。

[スペクトル] タブまたは [スペクトログラム] タブで [両側スペクトル] を選択して両側スペクトルをプロットした場合、周波数ベクトルは次のようになります。

$$\left[-\frac{SampleRate}{2},\frac{SampleRate}{2}\right]$$

[両側スペクトル] の選択を解除した場合、周波数ベクトルは次のようになります。

$$\left[0,\frac{SampleRate}{2}\right]$$

占有帯域幅

スペクトル アナライザーは次のようにして "占有帯域幅" を計算します。

1. 測定された周波数範囲内の電力合計を計算します。

2. 低周波数値を特定します。範囲内で最も低い周波数から始めて上に移動し、各周波数内で分散している電力を合計します。これは、この結果が電力合計の

   $$\frac{100-OccupiedBW\%}{2}$$

   になるまで行われます。

3. 高周波数値を特定します。範囲内で最も高い周波数から始めて下に移動し、各周波数内で分散している電力を合計します。これは、この結果が電力合計の

   $$\frac{100-OccupiedBW\%}{2}$$

   に達するまで行われます。

4. 低電力周波数値と高電力周波数値の間の帯域幅が占有帯域幅です。

5. 低周波数値と高周波数値の中間の周波数が中心周波数です。

歪みの測定

スペクトル アナライザーは次のようにして "歪みの測定" を計算します。

1. スペクトル内のピークを検出することでスペクトル成分を推定します。アルゴリズムによってピークが検出されるとき、ピークの幅が記録され、すべての単調減少値がクリアされます。つまり、このアルゴリズムでは、これらの値はすべてピークに属するものとして扱われます。この方法を使用して、アルゴリズムにより DC (0 Hz) を中心とするすべてのスペクトル成分をスペクトルから削除し、クリアされた帯域幅の量 (W₀) を記録します。

2. 表示されているスペクトルの残りの最大値から基本電力 (P₁) を特定します。ピーク近くの電力に対する中心モーメントを計算して、基本周波数の局所的な推定 (Fe₁) を作成します。基本電力成分の帯域幅 (W₁) を記録します。その後、手順 1 と同様に基本の電力を削除します。

3. 局所的な推定 (Fe₁) の該当する倍数に最も近い周波数を調べて、高次の高調波の電力と幅 (P₂、W₂、P₃、W₃ など) を連続して特定します。次の高調波に進む前に、高調波周波数に関して単調に減少するスペクトル成分をスペクトルから削除します。

4. DC 成分、基本成分および高調波成分をスペクトルから削除したら、残りのスペクトルの電力の合計 (P_remaining)、ピーク値 (P_maxspur) および中央値 (P_estnoise) を調べます。

5. 削除したすべての帯域幅の合計を次のように計算します。W_sum = W₀ + W₁ + W₂ +...+ W_n

   2 次以上の高調波の電力合計を次のように計算します。P_harmonic = P₂ + P₃ + P₄ +...+ P_n

6. ノイズ パワーの合計を次のように推定します。

   $$P_{noise}=(P_{remaining}\cdot dF+P_{est.noise}\cdot W_{sum})/RBW$$

   dF は周波数ビン間の差の絶対値であり、RBW はウィンドウの分解能帯域幅です。

7. 推定値から SNR、THD、SINAD および SFDR の指標を計算します。

   $$\begin{array}{l}THD=10\cdot {\log }_{10}\left(\frac{P_{harmonic}}{P_1}\right)\\ THD\%={100.10}^{\left(THD/20\right)}\\ SINAD=10\cdot {\log }_{10}\left(\frac{P_1}{P_{harmonic}+P_{noise}}\right)\\ SNR=10\cdot {\log }_{10}\left(\frac{P_1}{P_{noise}}\right)\\ SFDR=10\cdot {\log }_{10}\left(\frac{P_1}{\max \left(P_{maxspur},\max \left(P_2,P_3,\mathrm{...},P_n\right)\right)}\right)\end{array}$$

高調波測定

1. 高調波歪み測定では、測定値への入力として表示領域に示されるスペクトル トレースを使用します。スペクトル アナライザーの既定の [Hann] ウィンドウ設定では、測定信号のノイズ フロアを完全にマスクするような漏れが現れる場合があります。

   高調波測定では、高調波ピークの最大値から単調に減少する周波数成分をすべて無視することで、漏れの補正が試行されます。ウィンドウの漏れがスペクトル内の周波数帯域幅の 70% を超える部分を覆う場合は、[SNR] および [SINAD] に対して空白 (–) の読み取りが発生する可能性があります。アプリケーションで等価ノイズ帯域幅 (ENBW) の増加を許容できる場合は、スペクトル漏れを最小限に抑えるために減衰量の大きい (最大 330 dB) カイザー ウィンドウを使用することを検討してください。

2. DC 成分を無視します。

3. ウィンドウ処理後に、各高調波成分の幅によって、基本周波数および高調波の近傍にあるノイズ パワーがマスクされます。各領域のノイズ パワーを推定するために、スペクトル アナライザーはスペクトルの高調波以外の領域のノイズ レベルの中央値を計算します。その後、その値を各領域に外挿します。

4. N 次相互変調積は、A*F1 + B*F2 で発生します。

   ここで、F1 および F2 は正弦波入力周波数で、|A| + |B| = N です。A および B は整数値です。

5. 相互変調測定では、3 次インターセプト (TOI) ポイントを次のように計算します。

   • TOI_lower = P_F1 + (P_F2 - P_(2F1-F2))/2

   • TOI_upper = P_F2 + (P_F1 - P_(2F2-F1))/2

   • TOI = + (TOI_lower + TOI_upper)/2

   ここで、P は 1 mW を基準とした測定電力のデシベル (dBm) 単位の電力です。

平均化方法

スペクトル アナライザーでは次の 2 つの方法を使用して移動平均を計算できます。

• ビデオ帯域幅 — スペクトル アナライザーは時間領域ローパス フィルターを使用して、信号のノイズを平滑化します。ビデオ帯域幅 (VBW) フィルターはトレースを平滑化し、ノイズを減少させます。スペクトル アナライザーは、データにこのフィルターを適用してから表示します。

  ビデオ帯域幅は、スペクトル アナライザーで信号を表示する前に信号のノイズを平均化または平滑化するために使用するローパス フィルターの帯域幅です。ビデオ帯域幅はノイズのレベル (ノイズ フロア) には影響せず、ただ S/N 比が上昇し、ノイズのトレースが平滑化されます。

  VBW の値を小さくすると、S/N 比は向上します。

  ビデオ帯域幅フィルターのカットオフ周波数は次の式で求められます。

  $${\omega }_c=\frac{2\pi VBW}{F_s/NFFT}$$

  Fs は入力サンプル レート、NFFT は FFT 点の数です。

  スペクトル アナライザーでは、サンプル レート、VBW、NFFT の値が表示下部のステータス バーに表示されます。有効にするには、ステータス バーを右クリックし、Sample Rate、VBW および NFFT を選択します。

• 指数 — 移動平均アルゴリズムでは指数加重法を使用して、受け取った各 Z ベクトルについて、次の再帰方程式を使用して重みの更新と移動平均の計算を再帰的に行います。

  $$\begin{array}{l}{w}_N=\lambda w_{N-1}+1\\ {\overline{z}}_N=\left(1-\frac{1}{w_N}\right){\overline{z}}_{N-1}+\left(\frac{1}{w_N}\right)z_N\end{array}$$

  • λ — 忘却係数

  • $$w_N$$ — 現在の Z ベクトルに適用される重み係数

  • $$z_N$$ — 現在の Z ベクトル

  • $${\overline{z}}_{N-1}$$ — 前の Z ベクトルまでの移動平均

  • $$\left(1-\frac{1}{w_N}\right){\overline{z}}_{N-1}$$ — 平均に対する前の Z ベクトルの影響

  • $${\overline{z}}_N$$ — 現在の Z ベクトルを含む移動平均

拡張機能

C/C++ コード生成

MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

使用上の注意および制限:

• オブジェクトの呼び出しを外部として扱うことで MEX コード生成をサポートします。スタンドアロン アプリケーション用のコード生成はサポートしません。

• MATLAB コード生成における System object (MATLAB Coder)を参照してください。

バージョン履歴

R2012b で導入

R2022a: dsp.SpectrumAnalyzer System object は削除予定

dsp.SpectrumAnalyzer System object は将来のリリースで削除される予定です。代わりに spectrumAnalyzer オブジェクトを使用してください。

コードの更新

spectrumAnalyzer オブジェクトは、dsp.SpectrumAnalyzer オブジェクトと同じプロパティをもちます。ただし、Method プロパティの既定値は 'filter-bank' に変わり、AveragingMethod プロパティの既定値はビデオの帯域幅である 'vbw' に変わりました。

次を除き、コードの更新は必要ありません。

• dsp.SpectrumAnalyzer のインスタンスを spectrumAnalyzer に置き換える。

• 必要な場合は、Method プロパティと AveragingMethod プロパティの値を更新する。

次の表では、System object の代表的な使用法を示し、spectrumAnalyzer オブジェクトを使用するように既存のコードを更新する方法について説明します。

非推奨の使用方法	推奨される代替案
dsp.SpectrumAnalyzer オブジェクトの既定バージョンの使用 sa = dsp.SpectrumAnalyzer dsp.SpectrumAnalyzer with properties: NumInputPorts: 1 InputDomain: 'Time' SpectrumType: 'Power' ViewType: 'Spectrum' SampleRate: 10000 Method: 'Welch' PlotAsTwoSidedSpectrum: 1 FrequencyScale: 'Linear' Advanced FrequencySpan: 'Full' FrequencyResolutionMethod: 'RBW' RBWSource: 'Auto' OverlapPercent: 0 Window: 'Hann' SpectrumUnits: 'dBm' AveragingMethod: 'Running' SpectralAverages: 1 ReferenceLoad: 1 FrequencyOffset: 0	spectrumAnalyzer オブジェクトへの置換 spectrumAnalyzer オブジェクトは既定のスペクトル推定法として "filter-bank" を使用します。フィルター バンク法はウェルチ法と比較して、ノイズ フロアは低く、周波数分解能は高く、更新ごとに必要なサンプル数も少ないです。 dsp.SpectrumAnalyzer System object と同じ既定の動作を維持するには、Method プロパティを "welch" に変更し、AveragingMethod プロパティを "exponential" に変更します。必要に応じて、忘却係数の値を調整します。 sa = spectrumAnalyzer(Method="welch",AveragingMethod="exponential") spectrumAnalyzer with properties: InputDomain: 'time' SpectrumType: 'power' ViewType: 'spectrum' SampleRate: 10000 Method: 'welch' PlotAsTwoSidedSpectrum: 1 FrequencyScale: 'linear' PlotType: 'line' AxesScaling: 'auto' Advanced RBWSource: 'auto' FrequencySpan: 'full' OverlapPercent: 0 Window: 'hann' AveragingMethod: 'exponential' ForgettingFactor: 0.9000 SpectrumUnits: 'dBm' ReferenceLoad: 1 FrequencyOffset: 0
スペクトルの表示 dsp.SpectrumAnalyzer オブジェクトを使用して、スペクトル アナライザーでスペクトル データを表示します。 swv = dsp.SineWave(Frequency=100,SampleRate=1000); swv.SamplesPerFrame = 1000; san = dsp.SpectrumAnalyzer(SampleRate=swv.SampleRate); data = []; for ii = 1:250 x = swv() + 0.05*randn(1000,1); san(x); if san.isNewDataReady data = [data;getSpectrumData(san)]; end end release(san);	スペクトルの表示 spectrumAnalyzer オブジェクトを使用して、スペクトル アナライザーでスペクトル データを表示します。 swv = dsp.SineWave(Frequency=100,SampleRate=1000); swv.SamplesPerFrame = 1000; san = spectrumAnalyzer(SampleRate=swv.SampleRate,... Method="welch",AveragingMethod="exponential"); data = []; for ii = 1:250 x = swv() + 0.05*randn(1000,1); san(x); if san.isNewDataReady data = [data;getSpectrumData(san)]; end end release(san);

R2022a: CCDF 測定値は dsp.SpectrumAnalyzer オブジェクトから削除されます。

CCDFMeasurements プロパティは dsp.SpectrumAnalyzer オブジェクトから削除されます。これらの測定値をコマンド ラインやユーザー インターフェイス (UI) から編集しようとすると、このオブジェクトは警告メッセージをスローします。

CCDF 測定値をプロットして可視化するには、代わりに powermeter オブジェクトを使用してください。

参考

オブジェクト

• timescope | dsp.ArrayPlot | dsp.LogicAnalyzer | dsp.DynamicFilterVisualizer | powermeter

ブロック

• Spectrum Analyzer

トピック

• Spectral Analysis
• MATLAB でのパワー スペクトルの推定
• View the Spectrogram Using Spectrum Analyzer