量化信号的FFT

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Maruthi prasanna C 2020年2月2日

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评论道: 阿迪 2022年8月17日

我有困难在策划量化信号的FFT的理想qunatizer MATLAB。当我在dB情节FFT规模,我得到无穷值&图是空白。请帮助我,我有下面的代码

                         fs = 1 e6;
                        
                         fx = 50 e3;
                        
                         Afs = 1;
                        
                         N = 2 ^ 11;
                        
                         %的时间向量
                        
                         t = linspace (0, (N - 1) / fs, N);
                        
                         %输入信号
                        
                         y = Afs * cos(2 *π*外汇* t);
                        
                         %频谱
                        
                         s = 20 * log10 (abs (fft (y) / N / Afs * 2));
                        
                         %下降冗余一半
                        
                         s = (1: N / 2);
                        
                         %频率向量(fs规范化)
                        
                         f =(0:长度(s) 1);
                        
                         图(1)
                        
                         情节(y);
                        
                         标题(输入信号的)
                        
                         ylabel (“y”);
                        
                         包含(“频率垃圾箱”);
                        
                         B = 2;%没有的
                        
                         δ= 2/2 ^ B;
                        
                         fs = 1 e6;
                        
                         %在测试的周期数
                        
                         周期= 67;
                        
                         % N /周期非整数!通过选择cyclesÆprime #
                        
                         % N = 2的幂加速分析
                        
                         % N = 2 ^ 10;
                        
                         %信号频率
                        
                         fx = f *周期/ N
                        
                         y = Afs * cos(2 *π*外汇* t);
                        
                         s = 20 * log10 (abs (fft (y) / N / Afs * 2));
                        
                         f =(0:长度(s) 1);
                        
                         图(2)
                        
                         情节(f、s);
                        
                         标题(输入信号的频谱);
                        
                         ylabel (“y”)
                        
                         包含(“频率垃圾箱”)
                        
                         日元=圆(y /△) *δ;
                        
                         图(3)
                        
                         情节(y,“b”);
                        
                         持有在
                        
                         茎(日元“r”)
                        
                         持有在
                        
                         情节(y-y1‘g’)
                        
                         标题(sprintf (的信号,量化信号和错误% g比特,% g量子化水平'B、B、2 ^));
                        
                         包含(“频率”);
                        
                         持有从
                        
                         y2 = 20 * log10 ((abs (fft (y1) / N * 2)));
                        
                         图(10)
                        
                         f1 =(0:长度(y2) 1);
                        
                         情节(f1, y2)

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dpb 2020年2月2日

编辑:dpb 2020年2月3日

的观察,

只能有四(4)州2位;00,10,11,但量化过程产生5个层次。注:有N (N - 1)差异水平。
一半y2的元素为零;事实上,正是每一个另一个。因此,在y2负一半的值
情节不显示任何东西,因为2。上面没有连续点与点的大小足够小是不可见的。试着阻止(f, y2)或情节(f y2 k *)

主要需要解决的问题是第一个。

                               > >如矿坑的= 1;maxY = 1;
                              
                               > >δ= linspace(如矿坑的maxY 2 ^ 2);%使用点范围
                              
                               ans =
                              
                               -1.0000 -0.3333 0.3333 1.0000
                              
                               > >δ= (maxY-minY) / (2 ^ b - 1);%使用步骤或者数量
                              
                               δ=
                              
                               0.6667
                              
                               > >

结果是一样的,你的选择。但是,使用2 ^ B步骤是不正确的。

尽管误差较大的附带好处给你尽可能多的水平你不觉得你的上面是没有零的离散信号,所以你会得到你所期望的情节w / o什么特别的。

Chunru 2021年8月11日

理论上,量化可以拥有任意整数的水平(不一定是2 ^ B,尽管2 ^ B者优先)。可以不均匀量化。

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答案(2)

Chunru 2021年8月11日

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//www.tianjin-qmedu.com/matlabcentral/answers/503259-fft-of-quantized-signal answer_764927

量化的理想正弦信号产生perodical信号,这可能会有一些奇怪的光谱与0在一些频率导致显示问题。研究quatization效果,可以使用一些其他的信号,例如唧唧喳喳,粉红噪声。下面的代码添加一个偏移量,以便光谱不再是“怪异”。

fs = 1 e6;

fx = 50 e3;

Afs = 1;

N = 2 ^ 11;

%的时间向量

t = linspace (0, (N - 1) / fs, N);

%输入信号

y = Afs * cos(2 *π*外汇* t);

%频谱

s = 20 * log10 (abs (fft (y) / N / Afs * 2));

%下降冗余一半

s = (1: N / 2);

%频率向量(fs规范化)

f =(0:长度(s) 1);

图(1)

情节(y);

标题(输入信号的)

ylabel (“y”);

包含(“频率垃圾箱”);

B = 2;%没有的

δ= 2/2 ^ B;

fs = 1 e6;

%在测试的周期数

周期= 167;

% N /周期非整数!通过选择cyclesÆprime #

% N = 2的幂加速分析

% N = 2 ^ 10;

%信号频率

fx = f *周期/ N

fx = 8.1543 e + 04

y = Afs * cos(2 *π*外汇* t) + 0.123;%添加一个小的偏移量

s = 20 * log10 (abs (fft (y) / N / Afs * 2));

f =(0:长度(s) 1);

图(2)

情节(f、s);

标题(输入信号的频谱);

ylabel (“y”)

包含(“频率垃圾箱”)

日元=圆(y /△) *δ;日元的

ans = 2048×1

-0.5000 -0.5000 -1.0000 -1.0000 -0.5000 1.0000 1.0000 0.5000 0 0

图(3)

情节(y,“b”);

持有在

茎(日元“r”)

持有在

情节(y-y1‘g’)

标题(sprintf (的信号,量化信号和错误% g比特,% g量子化水平'B、B、2 ^));

包含(“频率”);

持有从

y2 = 20 * log10 ((abs (fft (y1) / N * 2)))”

y2 = 2048×1

-13.8447 -58.6345 -62.4346 -74.3996 -103.6032 -59.0645 -60.1435 -59.3283 -45.3150 -38.9921

% y2 = ((abs (fft (y1) / N * 2)))”

图(10)

f1 =(0:长度(y2) 1);

情节(f1, y2)

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Yazan 2021年8月11日

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有一些问题和你的代码。看我下面的修改和注释。你不能计算信噪比,因为你没有任何信号加噪声(除非我丢失的东西)。

clc,清楚,接近所有

fs = 1 e6;

fx = 50 e3;

Afs = 1;

N = 2 ^ 11;

%的时间向量

t = linspace (0, (N - 1) / fs, N);

%输入信号

y = Afs * cos(2 *π*外汇* t);

图(“单位”,“归一化”,“位置”(0.05 - 0.15 0.85 - 0.7))

次要情节(3,2,1)

情节(t、y)、标题(“信号y”);轴紧

包含(“时间-秒”);

ylabel (“振幅”);

%频谱

Nfft = N;

s = 1 / Nfft * abs (fft (y, Nfft));

f = linspace (0 f / 2 Nfft / 2 + 1);

次要情节(3 2 2)

s = (1: Nfft / 2 + 1) ^ 2;

sy = [s (1), 2 * s (2: end-1), s(结束)];

情节(f, pow2db (sy)),网格小

标题(单边功率谱的y '),包含(频率-赫兹的);

ylabel (“数据库”)

%或者你可以用周期图函数与矩形窗口

%你会得到完全相同的结果

% (s2, f2) =周期图(y, rectwin(长度(y)), Nfft, fs,“单向的”,“权力”);

%,情节(f2 pow2db (s2))

%信号2

B = 2;

δ= 2/2 ^ B;

fs = 1 e6;

周期= 67;

fx = fs / N *周期;

yy = Afs * cos(2 *π*外汇* t);

次要情节(2,3)

情节(t, yy)、标题(“信号yy”);轴紧

包含(“时间-秒”);

ylabel (“振幅”);

%频谱

Nfft = N;

s = 1 / Nfft * abs (fft (yy, Nfft));

s = (1: Nfft / 2 + 1) ^ 2;

syy = [s (1), 2 * s (2: end-1), s(结束)];

次要情节(3、2、4)

情节(f, pow2db (syy)),网格小

标题(“yy的单边功率谱”),包含(频率-赫兹的);

ylabel (“数据库”)

%量化信号

日元=圆(y /△) *δ;

次要情节(3 2 5)

n = 100;

情节(t (1: n), y1 (1: n))、标题(“信号y1”);轴紧

包含(“时间-秒”);

ylabel (“振幅”);网格小

持有在,

情节(t (1: n), y (1: n),“——”)

呃= y-y1;

情节(t (1: n)犯错(1:n))

传奇({“量化”,“原始”,“错误”})

s = 1 / Nfft * abs (fft (Nfft日元));

s = (1: Nfft / 2 + 1) ^ 2;

sy1 = [s (1), 2 * s (2: end-1), s(结束)];

次要情节(2,6)

情节(f, pow2db (sy1)),网格小

标题(“日元单边功率谱”),包含(频率-赫兹的);

ylabel (“数据库”)

%的估计能力

pRMSy = mag2db (rms (y));

pRMSyy = mag2db (rms (yy));

pRMSy1 = mag2db (rms (y1));

流(的功率信号y = % g瓦分贝\ n 'pRMSy)

功率信号y = -3.01267瓦分贝

流(的功率信号yy = % g瓦分贝\ n 'pRMSyy)

信号的yy = -3.0103瓦分贝

流(的功率信号日元= % g瓦分贝\ n 'pRMSy1)

信号的日元= -2.22132瓦分贝

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阿迪 2022年8月17日

嘿,在代码中,2位量化,有5个层次。

你可以看到当你“独特”(日元)

但对于2位量化,只有4的水平。00,01年10 11。

因此,将你的信号分成4部分是必要的(至少这就是我的理解。如果我错了,请纠正我。我仍然在学习。

否则,你的代码看起来很好。

我工作在4级量化。

清晰;clc

= 4;

f = 10 e3;

% fs = 25 e6;ts = 1 / f;

t = 0.2 / 10 / f(结束);

t_end = 1 / f;

t = 0: ts: t_end;

x = A * sin(2 *π* f * t) ';

% x = awgn (x, 100);

t = t * 1 e6;

% %

q_bits = 2;

q_num_levels = 2 ^ q_bits;

q_levels = linspace(最小(x)最大(x) q_num_levels);

垃圾箱= interp1(1:元素个数(q_levels) q_levels, 0.5 +(1:元素个数(q_levels) 1));

y =离散化(x,[从垃圾箱正]);

y =正常化(y,“范围”[min (q_levels), max (q_levels)]);

y = y-mean (y);

u =独特(y);

% %

bit_levels = 0: q_num_levels-1;

bit_levels = dec2bin (bit_levels q_bits);

q = diff (q_levels);q = q (1);

q_error = (max (x)分钟(x)) / (2 * q_num_levels);

q_noise_pwr = q /√(12);

% %

图(1);clf

持有在盒子;在

集(gcf,“颜色”,“k”)

集(gca),“颜色”,“k”)

集(gca),“YGrid”,“上”,“XGrid”,“关闭”)

集(gca),“GridColor”,' w ')

集(gca),“XColor”,' w ')

集(gca),“YColor”,' w ')

集(gca),“GridAlpha”,0.5)

情节(t x,“c”)

情节(t y“米”);

情节(t, x - y,“-.g”)

yticks (q_levels);

yticklabels (bit_levels);

yticklabels ([]);

ylim ([min (x) + 10分钟(x) / max (x) +马克斯(x) / 10])

xlim ([min (t) max (t)))

问=标题([“例子”num2str (q_bits),“比特(”num2str (q_num_levels),“线性量化水平)”]);

lgnd =传奇({{青色}\颜色模拟信号的,…

{品红}\颜色量化信号的,…

(”{绿}\颜色量化误差信号。换行符,…

“Max.Quant。错误= 'num2str (q_error)]});

集(lgnd,“颜色”,“k”);

集(乳头,“颜色”,' w ');

ylabel (“量子化水平”)

包含(“时间——(µs)”)

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