Determinando o piso de ruído de um sinal no domínio da frequência

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Existe uma maneira aceita de determinar o nível de ruído de um sinal observando-o no domínio da frequência? É uma questão de calcular a média de todos os compartimentos, mediana ou algum cálculo mais complexo, como os descritos na pergunta abaixo?

Qual é o melhor critério para determinar um pico de frequência?

Quero determinar o nível de ruído para definir um limite para determinar se meu sinal contém ou não uma determinada frequência.

frequency-domain Dan Sandberg
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Quais são as características do ruído? É branco ou colorido?
Jason R
Ruído branco, embora eu adoraria ouvir como a resposta também difere de outras cores.
Dan Sandberg
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O ruído branco é mais fácil de caracterizar, porque você esperaria que fosse plano no domínio da frequência. Eu deveria ter perguntado antes, mas quais são as características do seu sinal? Quanto da banda é preenchida por sinal versus ruído? O sinal está sempre presente ou você tem a chance de observar apenas ruído?
Jason R
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O sinal é composto de frequências que caem no compartimento central ao realizar uma FFT (sem vazamento espectral). Ignorando o ruído e os efeitos do canal, cada frequência está no máximo ou no nível de ruído. Se quatro dos possíveis n freqüências são "on", em seguida, cada freqüência deve ter 1/4 do poder de todo o sinal (de novo, ignorando o ruído de fundo)
Dan Sandberg
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@ DanSandberg: Sem uma função de janelas, o teorema de Parseval permite calcular energia em tempo ou frequência diretamente do outro domínio. Para a função fft do Python, por exemplo: rms(fft(x))/sqrt(n) = rms(x) exemplos aqui Então você precisa decidir como é o seu sinal no domínio da frequência, removê-lo, medir os valores restantes e multiplicar por sqrt (n) para obter o nível de ruído do RMS, por exemplo.
endolith 5/02/2013

Respostas:

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Você precisa normalizar seus dados com base no tipo de janela que está usando para obter a representação dos dados no domínio da frequência. A normalização varia dependendo de você estar medindo um sinal de banda estreita (seu pico de sinal) ou banda larga (ruído). Depois de normalizar os dados corretamente, a potência do sinal de banda estreita pode ser lida diretamente a partir dos dados. A medição do ruído deve ser estimada a partir do "nível de ruído" dos dados de frequência normalizados. Sua estimativa de potência de ruído será 6dB menor que o nível de ruído. Para uma discussão detalhada,

Acesse este link: http://www.fhnw.ch/technik/ime/publikationen

Faça o download do artigo "" Como usar o FFT para simulações e medições de sinal e ruído ".

user2718
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Como seu ruído é gaussiano, seu espectro de potência é plano. Você pode ter alguns picos no espectro de sinal, portanto eles devem ser evitados. Eu proporia a mediana das amostras do espectro de potência ou a média aparada com alfa das amostras do espectro de potência ou, finalmente, a média inter-quartil. Todas essas estimativas são robustas; você pode escolher a que melhor se adequar.

mbaitoff
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