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Periodogram

ピリオドグラム法を使用したパワー スペクトル密度または平均二乗スペクトルの推定

ライブラリ

Estimation / Power Spectrum Estimation

dspspect3

説明

Periodogram ブロックは、入力のパワー スペクトル密度 (PSD) または平均二乗スペクトル (MSS) を推定します。これは、ピリオドグラム法とウェルチの平均修正ピリオドグラム法を使用して行います。ブロックは、入力のウィンドウ セクションに対して計算された FFT の二乗振幅を平均化します。その後、ウィンドウ サンプルの和の二乗を使ってスペクトル平均を正規化します。詳細は、ピリオドグラム (Signal Processing Toolbox)およびウェルチ法 (Signal Processing Toolbox)を参照してください。

ブロックは、M 行 N 列のフレームベースの行列入力と M 行 N 列のサンプルベースの行列入力を N 個の独立チャネルからの M 個の逐次時間サンプルとして扱います。ブロックは N 個の独立チャネルのそれぞれに対して個別の推定を計算し、Nfft 行 N 列の行列出力を生成します。

出力行列の各列には、Nfft が等間隔に配置された周波数点で、対応する入力列のパワー スペクトル密度の推定が含まれています。周波数点は [0,Fs) の範囲内にあり、Fs は信号のサンプリング周波数です。ブロックは常にサンプルベースのデータを出力します。

パラメーター

Measurement

ブロックが実行する測定のタイプを指定します。[Power spectral density] または [Mean-square spectrum] があります。これは調整可能 (Simulink)です。

Window

適用するウィンドウのタイプを選択します。詳細については、Window Function ブロックのリファレンス ページを参照してください。これは調整可能 (Simulink)です。

Stopband attenuation in dB

チェビシェフ ウィンドウの阻止帯域の減衰量 Rs のレベル (dB 単位) を入力します。このパラメーターは、[Window] パラメーターで [Chebyshev] を選択した場合に表示されます。これは調整可能 (Simulink)です。

Beta

カイザー ウィンドウの β パラメーターを入力します。このパラメーターは、[Window] パラメーターで [Kaiser] を選択した場合に表示されます。[Beta] を増大すると、表示される周波数振幅応答でメインローブが広くなり、サイドローブの振幅が減少します。これは調整可能 (Simulink)です。詳細については、Window Function ブロックのリファレンス ページを参照してください。

Window sampling

リストから [Symmetric] または [Periodic] を選択します。詳細については、Window Function ブロックのリファレンス ページを参照してください。これは調整可能 (Simulink)です。

FFT implementation

このパラメーターを FFTW に設定して、任意の長さの入力信号をサポートします。ブロックは、FFTW 実装で生成されたコードを MATLAB® のホスト コンピューターに制限します。

ビット反転した処理、固定小数点データまたは浮動小数点データ、または Simulink® Coder™ を使った移植可能な C コード生成では、このパラメーターを Radix-2 に設定します。入力行列の最初の次元 M は 2 のべき乗でなければなりません。他の入力サイズで操作するには、Pad ブロックを使ってこれらの次元を 2 のべき乗にパディングまたは切り捨てをするか、可能な場合は FFTW 実装を選択します。

このパラメーターを Auto に設定して、ブロックが FFT 実装を選択できるようにします。2 のべき乗でない変換の長さの場合、ブロックは生成したコードを MATLAB のホスト コンピューターに制限します。

Inherit FFT length from input dimensions

このチェック ボックスをオンにすると、ブロックは入力フレーム サイズを FFT の実行対象のデータ点数 Nfft として使用します。FFT の実行対象の点数を指定するには、[Inherit FFT length from estimation order] チェック ボックスをオフにします。その後、[FFT length] パラメーターを使用して 2 のべき乗の FFT 長を指定できるようになります。

FFT length

FFT の実行対象であるデータ点数 Nfft を入力します。Nfft が入力フレーム サイズより大きい場合、ブロックは必要に応じて各フレームをゼロ パディングします。Nfft が入力フレーム サイズより小さい場合、ブロックは必要に応じて各フレームをラップします。このパラメーターは、[Inherit FFT length from input dimensions] チェック ボックスがオフの場合にのみ表示されます。

[FFT implementation] パラメーターを Radix-2 に設定する場合、この値は 2 のべき乗でなければなりません。

Number of spectral averages

平均するスペクトルの数を指定します。この値を 1 に設定すると、ブロックは入力のピリオドグラムを計算します。この値を 1 より大きい値に設定すると、ブロックはウェルチ法 (Signal Processing Toolbox)を実装して、変更された入力のピリオドグラムを計算します。

Inherit sample time from input

[Inherit sample time from input] チェック ボックスをオンにすると、ブロックは入力信号のサンプル周期から周波数データを計算します。ブロックで有効な出力を生成するには、次の条件が満たされなければなりません。

  • ブロックへの入力は元の信号で、サンプルの追加も削除も行われていない (例: ゼロの挿入)。

  • シミュレーションの時間領域信号のサンプル周期が、オリジナルの時系列のサンプル周期と等しい。

これらの条件が満たされない場合、[Inherit sample time from input] チェック ボックスをオフにします。その後、[Sample time of original time series] パラメーターを使用してサンプル時間を指定できるようになります。

Sample time of original time series

オリジナルの時間領域信号のサンプル時間を指定します。このパラメーターは、[Inherit sample time from input] チェック ボックスがオフの場合にのみ表示されます。

サポートされているデータ型

端子サポートされているデータ型

入力

  • 倍精度浮動小数点

  • 単精度浮動小数点

出力

  • 倍精度浮動小数点

  • 単精度浮動小数点

参照

[2] Frigo, M. and S. G. Johnson, “FFTW: An Adaptive Software Architecture for the FFT,”Proceedings of the International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol. 3, 1998, pp. 1381-1384.

[3] Oppenheim, A. V. and R. W. Schafer. Discrete-Time Signal Processing. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1989.

[4] Orfanidis, S. J. Introduction to Signal Processing. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1995.

[5] Proakis, J. and D. Manolakis. Digital Signal Processing. 3rd ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1996.

拡張機能

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