A densidade espectral de potência (PSD) é uma medida da potência do sinal distribuída sobre a frequência. Calculando PSD usando Transformação de Fourier rápida (FFT) é um método comum no processamento do sinal. Este guia fornece um processo passo a passo para executar este cálculo com precisão.

Preparação dos Dados do Sinal

Comece coletando dados de sinal do domínio do tempo. Certifique-se de que os dados são amostrados em uma taxa consistente, conhecida como frequência de amostragem. Remova qualquer desvio de DC ou tendências para focar nos componentes de frequência de interesse.

Aplicação do FFT

Calcular o FFT do sinal preparado. A maioria dos ambientes de programação fornecem funções FFT integradas. O FFT converte os dados de domínio do tempo no domínio de frequência, revelando a amplitude dos diferentes componentes de frequência.

Normalizar a saída FFT dividindo pelo número de pontos no FFT para obter a amplitude correta de escala.

Calculando a densidade espectral de energia

Calcular o espectro de potência, esquadrinhando a magnitude dos resultados do FFT. Para sinais reais, considere apenas as frequências positivas devido à simetria.

Para obter o PSD, divida o espectro de potência pela largura de banda de cada bin de frequência, que é a frequência de amostragem dividida pelo número de pontos FFT. Esta normalização é responsável pela distribuição de potência entre as frequências.

Opcional: Traçando o PSD

Trace o PSD contra a frequência para visualizar a distribuição de energia. Use escalas logarítmicas, se necessário, para uma melhor clareza de uma ampla gama de níveis de energia.