Потужність спектральної щільності (ПСД) є виміром потужності сигналу, розподіленої за частотою. Розрахунок ПСД за допомогою Fast Fourier Transform (FFT) є загальним методом обробки сигналів. Цей посібник забезпечує покроковий процес, щоб виконати цей розрахунок точно.

Підготовка даних сигналу

Забезпечити дані про часовий час. Забезпечити дані, отримані за послідовною швидкістю, відомі як частота відбору проб. Видаліть будь-який зміщення DC або тенденції, щоб зосередитися на частотних компонентах інтересу.

Застосування FFT

Зробіть FFT готового сигналу. Більшість навчальних середовищ забезпечують вбудовані функції FFT. FFT перетворює часові дані в домен частот, розкриваючи амплітуду різних компонентів частоти.

Нормалізація виходу ФФТ шляхом поділу кількістю точок у ФФТ для отримання правильної амплітудної кальмаризації.

Розрахунок потужності спектральної щільності

Розрахунок спектра потужності шляхом обмотування величини результатів FFT. Для реальних сигналів розглянемо тільки позитивні частоти через симетрію.

Для отримання ПСД, поділіть спектр живлення за пропускною здатністю кожного діапазону частоти, який є частотою відбору, розділеною кількістю точок ФФТ. Цей нормалізаційний рахунок для розподілу потужності по частотах.

Додатково: Розгортання PSD

Зігрівайте PSD від частоти для візуалізації розподілу потужності. Використовуйте логарифмічні ваги, якщо необхідно для кращого чіткості широкого спектру рівнів потужності.