La densidad espectral de potencia (PSD) es una medida de potencia de señal distribuida a través de la frecuencia. Calcular PSD utilizando Fast Fourier Transform (FFT) es un método común en el procesamiento de señales. Esta guía proporciona un proceso paso a paso para realizar este cálculo con precisión.

Preparación de los datos de la señal

Comience por recoger los datos de señal de tiempo-dominio. Asegúrese de que los datos se muestren a un ritmo consistente, conocido como frecuencia de muestreo. Retire cualquier compensación de DC o tendencias para centrarse en los componentes de frecuencia de interés.

Aplicando el FFT

La mayoría de los entornos de programación proporcionan funciones de FFT integradas. La FFT convierte los datos de tiempo-dominio en el dominio de frecuencia, revelando la amplitud de los diferentes componentes de frecuencia.

Normalizar la salida FFT dividiendo por el número de puntos en el FFT para obtener el escalado de amplitud correcto.

Calculando densidad espectral de potencia

Calcular el espectro de potencia al equilibrar la magnitud de los resultados de FFT. Para las señales reales, considere sólo las frecuencias positivas debido a la simetría.

Para obtener el PSD, dividir el espectro de potencia por el ancho de banda de cada contenedor de frecuencia, que es la frecuencia de muestreo dividida por el número de puntos FFT. Esta normalización representa la distribución de energía a través de frecuencias.

Opcional: Plotting el PSD

Construya la PSD contra la frecuencia para visualizar la distribución de energía. Use escalas logarítmicas si es necesario para una mejor claridad de una amplia gama de niveles de potencia.