Спектральная плотность

| Скалярный |
в палитре на схеме

Описание

Блок реализует вычисление спектральной плотности скалярного входного сигнала. Спектральная плотность вычисляется по следующему алгоритму:
  1. Реализация делится на отдельные серии, причём размер серии должен быть целой степенью числа 2.
  2. Выполняется предварительная подготовка данных, состоящая: в удалении из исходных данных среднего значения или линейного тренда; в умножении данных на весовые коэффициенты (временное окно). Умножение данных на временное окно позволяет уменьшить погрешности, связанные с вычислением дискретного преобразования Фурье, например, уменьшить просачивание через боковые максимумы.
  3. Методом быстрого преобразования Фурье (БПФ) вычисляется дискретное преобразование Фурье последовательности определяемое по формуле:

  4. Абсолютная спектральная плотность определяется по формуле:

    где Δt – период дискретизации сигнала; ζ – коэффициент, зависящий от способа взвешивания входной величины; Xk – значение дискретного преобразования Фурье на k-й гармонике.
Нормированная спектральная плотность вычисляется путем деления абсолютной на дисперсию сигнала.

Входные порты

Имя Описание Тип линии связи
inport Порт входного скалярного сигнала. Входной сигнал должен быть скалярным. Математическая

Выходные порты

Имя Описание Тип линии связи
outport_1 Вектор частот. Математическая
outport_2 Вектор значений спектральной плотности. Математическая

Размерности выходных сигналов одинаковы и равны 0,5·N – 1, где N – размер серии.

Свойства

Название Имя Описание По умолчанию Тип данных
Размер серии size Определяет размер N серии в выборке. Размер серии должен быть целой степенью числа 2. 256 Целое
Способ расчёта calcmode

По всем сериям - спектральная плотность вычисляется по неограниченному числу значений, при этом результаты расчёта усредняются по всем сериям.

По каждой серии - спектральная плотность вычисляется по отдельным сериям.

 По каждой серии Перечисление
Период квантования, с tau Значение этого свойства определяет длительность временного интервала между двумя последовательными считываниями значений сигнала на входе блока. Если это свойство равно 0 (нулю), то считывание производится с периодом, равным шагу интегрирования. 0.0001 Вещественное
Удалять линейный тренд DelTrend Если это свойство имеет значение Да, то из массива накопленных значений входного сигнала предварительно вычитается линейный тренд. Нет Двоичное
Выводимая величина outmode Наименование опции определяет тип спектральной плотности, рассчитываемой блоком. Абсолютная плотность - выводится абсолютная спектральная плотность анализируемого сигнала. Нормированная плотность - выводится нормированная на дисперсию спектральная плотность анализируемого сигнала.. Абсолютная плотность Перечисление
Окно фильтрации win Прямоугольное, Ханнинга, Вэлча, Парсенса. Тип окна определяет способ вычисления весовых коэффициентов при предварительной обработке данных. Если тип окна – Прямоугольное, то весовые коэффициенты равны единице. Прямоугольное Перечисление
Тип фильтра filtertype

Без фильтра - фильтр не применяется.

Интеграл за период квантования - выполняется усреднение входного сигнала путем его интегрирования за период квантования.

ФНЧ Баттерворта - фильтр нижних частот Баттерворта, используется для отсечения высокочастотной составляющей (шума) входного сигнала.

 Без фильтра Перечисление
Порядок фильтра filterorder Чем больше порядок фильтра, тем точнее аппроксимируется АЧХ идеального фильтра нижних частот (кривая АЧХ спадает круче при увеличении порядка). Используется только для фильтра типа ФНЧ Баттерворта. 8 Целое
Относительная частота среза фильтра filterwc Относительная (от частоты дискретизации) частота среза. Используется только для фильтра типа ФНЧ Баттерворта. 0.5 Вещественное

Параметры

Блок не имеет параметров.