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スペクトル解析

パラメトリック手法とノンパラメトリック手法

信号の周波数領域表現では、重要な、時間領域では解析困難な信号特性が示されます。スペクトル解析によって、信号の周波数成分を特徴付けることができます。MATLAB® の spectrumAnalyzer オブジェクトと Simulink® の Spectrum Analyzer ブロックを使用して、動的な信号のリアルタイム スペクトル分析を実行します。スペクトル アナライザーでは、フィルター バンク法またはウェルチの平均修正ピリオドグラム法を使用してスペクトル データを計算します。これらの手法は共に入力データについての仮定を一切行わない FFT ベースのスペクトル推定法であり、あらゆる種類の信号に使用できます。スペクトル アナライザーが使用するアルゴリズムの詳細については、Spectral Analysisを参照してください。スペクトルの表示に加えて、スペクトル アナライザーで信号のスペクトログラムを表示することもできます。たとえば、View the Spectrogram Using Spectrum Analyzerを参照してください。

MATLAB での後処理のためにこのデータを取得する場合は、スペクトル アナライザー オブジェクトのオブジェクト関数 isNewDataReady および getSpectrumData を呼び出します。ストリーミング ループでこれらの関数を呼び出すことにより、スペクトル データ全体を取得できます。Simulink でスペクトル データを取得するには、SpectrumAnalyzerBlockConfiguration オブジェクトを作成してこのオブジェクトの関数 getSpectrumData を実行します。Simulink では、スペクトル アナライザーに表示されるスペクトル データの最後のフレームのみを取得できることに注意してください。

あるいは、dsp.SpectrumEstimator System object™ と Spectrum Estimator ブロックを使用してパワー スペクトルを計算し、以降の処理のスペクトル データを取得できます。スペクトル推定器によって計算されたスペクトル データを表示するには、配列プロットを使用します。例については、MATLAB でのパワー スペクトルの推定とEstimate the Power Spectrum in Simulinkを参照してください。

オブジェクト

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spectrumAnalyzer時間領域信号の周波数スペクトルの表示 (R2022a 以降)
dsp.SpectrumEstimatorEstimate power spectrum or power density spectrum
dsp.CrossSpectrumEstimatorEstimate cross-spectral density
dsp.TransferFunctionEstimatorEstimate transfer function

ブロック

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Burg MethodPower spectral density estimate using Burg method
Covariance MethodPower spectral density estimate using covariance method
Cross-Spectrum EstimatorEstimate cross-power spectrum density
Discrete Transfer Function EstimatorCompute estimate of frequency-domain transfer function of system
Magnitude FFTCompute nonparametric estimate of spectrum using periodogram method
Modified Covariance MethodPower spectral density estimate using modified covariance method
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
Short-Time FFTNonparametric estimate of spectrum using short-time fast Fourier transform (STFT) method
Spectrum Analyzer周波数スペクトルを表示
Spectrum EstimatorEstimate power spectrum or power-density spectrum
Yule-Walker MethodPower spectral density estimate using Yule-Walker method
Burg AR EstimatorCompute estimate of autoregressive (AR) model parameters using Burg method
Covariance AR EstimatorCompute estimate of autoregressive (AR) model parameters using covariance method
Modified Covariance AR EstimatorCompute estimate of autoregressive (AR) model parameters using modified covariance method
Yule-Walker AR EstimatorCompute estimate of autoregressive (AR) model parameters using Yule-Walker method

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