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ウェルチ スペクトル推定

200 kHz で 0.1 秒間サンプリングされた、ノイズを含む 3 つの正弦波とチャープで構成される信号を作成します。正弦波の周波数は 1 kHz、10 kHz および 20 kHz です。正弦波の振幅とノイズ レベルはさまざまです。ノイズのないチャープの周波数は 20 kHz で始まり、サンプリング中に 30 kHz まで線形に増加します。

Fs = 200e3; 
Fc = [1 10 20]'*1e3; 
Ns = 0.1*Fs;

t = (0:Ns-1)/Fs;
x = [1 1/10 10]*sin(2*pi*Fc*t)+[1/200 1/2000 1/20]*randn(3,Ns);
x = x+chirp(t,20e3,t(end),30e3);

信号のウェルチ PSD 推定と最大ホールドおよび最小ホールド スペクトルを計算します。結果をプロットします。

[pxx,f] = pwelch(x,[],[],[],Fs);
pmax = pwelch(x,[],[],[],Fs,'maxhold');
pmin = pwelch(x,[],[],[],Fs,'minhold');

plot(f/1000,pow2db(pxx))
hold on
plot(f/1000,pow2db([pmax pmin]),':')
hold off
xlabel('Frequency (kHz)')
ylabel('PSD (dB/Hz)')
legend('pwelch','maxhold','minhold')
grid

この手順を繰り返し、今度はパワー スペクトル推定が中心になるように計算します。

[pxx,f] = pwelch(x,[],[],[],Fs,'centered','power');
pmax = pwelch(x,[],[],[],Fs,'maxhold','centered','power');
pmin = pwelch(x,[],[],[],Fs,'minhold','centered','power');

plot(f/1000,pow2db(pxx))
hold on
plot(f/1000,pow2db([pmax pmin]),':')
hold off
xlabel('Frequency (kHz)')
ylabel('Power (dB)')
legend('pwelch','maxhold','minhold')
title('Centered Power Spectrum Estimates')
grid

参考

chirp | pow2db | pwelch