home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Antennas / Antennas_CD-ROM_Walnut_Creek_September_1996.iso / support / spectrum / sa.hlp < prev    next >
Text File  |  1996-06-30  |  10KB  |  322 lines

  1. 0
  2.                              INTRODUCTION
  3.  
  4.                                 - SA -
  5.  
  6.                            Spectrum Analysis
  7.  
  8. SA is a program for the analysis of sequences in the time and frequency
  9. domains.  All sequences are complex.  A limited capability to generate
  10. sequences is provided.
  11.  
  12. SA's menus are hierarchical.  Commands may be issued by pressing the
  13. highlighted letter or by moving to the desired command by <left arrow> or
  14. <right arrow> and pressing <ENTER>.  The previous level menu may be selected
  15. via selecting "Quit" or using the <ESC> key.  A <CR> will allow graceful exit
  16. from unwanted prompts.  When a sequence is created or loaded from a file a
  17. symbolic name is requested.  After operations are performed upon the sequence,
  18. appropriate operation symbols are appended to the original name.  All symbolic
  19. names are purely for information and all actions require reference to a
  20. variable number.
  21.  
  22. Context sensitive help is available by pressing [F1] when there is not a
  23. prompt.
  24. $
  25. 30
  26. GENERATE
  27.  
  28. A limited capability is provided to generate real sequences.  The user is first
  29. prompted for the number of data points desired in the sequence.  Next, the
  30. following menu is presented:
  31.  
  32.               1:  k1·sin(k2·n+k3)    10:  k1·ε[n]+Σki·x[n-i]
  33.               2:  k1·cos(k2·n+k3)    11:  Σki·ε[n-i]
  34.               3:  k1·exp(k2·n)
  35.               4:  k1·u(n-k2)
  36.               5:  k1·ε[n], Normal(1σ,0µ)
  37.               6:  k1·Uniform(1σ,0µ)
  38.               7:  k1·n^k2
  39.               8:  k1·k2^n
  40.               9:  k1·δ(k2)
  41.  
  42. After the user selects the desired sequence term, he is prompted for the
  43. proper constants.  After the constants are entered, the user is prompted as
  44. to select whether this is a final term in the sequence or should this term
  45. be added or multiplied by a following term yet to be specified.  An
  46. unlimited number of terms may assembled in this manner to construct an
  47. arbitrarily complex sequence.  Note that sequences created in this manner
  48. are real.
  49. $
  50. 31
  51. AUTOCORRELATION (Cxx)
  52.  
  53. The complex autocorrelation of the selected sequence is performed.  Note that
  54. the resulting autocorrelation sequence will be twice as long as the original
  55. sequence.
  56. $
  57. 32
  58. CROSSCORRELATION (Cxy)
  59.  
  60. The complex crosscorrelation of the two selected sequences is performed.  Note
  61. that the resulting crosscorrelation sequence will be twice as long as the
  62. longer of the two original sequences.
  63. $
  64. 33
  65. CONVOLVE
  66.  
  67. The complex convolution of two sequence is performed.
  68. $
  69. 34
  70. INTEGRATION
  71.  
  72. The integration of the sequence is performed as a running sum whose initial
  73. condition is zero.
  74. $
  75. 35
  76. FILTER
  77.  
  78. The indicated sequence is filtered via a moving average.
  79. $
  80. 36
  81. SUMMARY
  82.  
  83. Summary statistics (µ, σ, max, and min) are calculated for the indicated
  84. sequence.
  85. $
  86. 40
  87. FFT
  88.  
  89. The complex fast Fourier transform of the selected sequence is computed if
  90. it is a power of two.  Otherwise, a warning is issued that the selected
  91. sequence is not a power of two.  Since the FFT is appreciably faster than
  92. the DFT, effort should be made to use power two sequences when possible.
  93. $
  94. 41
  95. DFT
  96.  
  97. The complex discrete Fourier transform of the selected sequence is computed.
  98. Since the DFT is appreciably slower than the FFT, the FFT should be selected
  99. when possible.  The DFT is included for computation of non-power sequence
  100. lengths.
  101. $
  102. 42
  103. IDFT
  104.  
  105. The complex inverse discrete Fourier transform of the selected sequence is
  106. computed.  Since the DFT is appreciably slower than the FFT, the FFT should
  107. be selected when possible.  The DFT is included for computation of non-power
  108. sequence lengths.
  109. $
  110. 43
  111. IFFT
  112.  
  113. The complex inverse fast Fourier transform of the selected sequence is computed
  114. if it is a power of two.  Otherwise, a warning is issued that the selected
  115. sequence is not a power of two.  Since the IFFT is appreciably faster than
  116. the DFT, effort should be made to use power two sequences when possible.
  117. $
  118. 60
  119. RETRIEVE
  120.  
  121. After a variable name is assigned, the name of the file to be read is
  122. requested.  The file extension "DAT" is assumed and need not be entered.
  123. If another file extension is desired, it may be so entered.
  124. $
  125. 61
  126. SAVE
  127.  
  128. After a variable # is assigned, the file name in which the data is to be saved
  129. is requested.  The file extension "DAT" is assumed and need not be entered.
  130. If another file extension is desired, it may be so entered.
  131. $
  132. 62
  133. IMPORT
  134.  
  135. An ASCII "flat" file may be imported into a variable.  The imported file
  136. format is assumed to be one number per line.  Each number is assigned to
  137. a real or imaginary sequence point as determined by the response to the
  138. prompt:
  139.                Is the data to be real or imaginary (r/i) ? :
  140. $
  141. 63
  142. ERASE
  143.  
  144. The indicated file is erased, the file extension "DAT" is assumed.
  145. $
  146. 64
  147. DIRECTORY
  148.  
  149. A file directory of the currently logged drive and path is shown.  Only
  150. files with the extension "DAT" are shown.
  151. $
  152. 65
  153. PURGE
  154.  
  155. The sequence designated by the variable # is deleted.  This is useful in
  156. reclaiming memory so that additional work may be performed.
  157. $
  158. 70
  159. WINDOW
  160.  
  161. The data sequence may be window weighted by one of the following window
  162. functions:
  163.  
  164.        a. Bartlett
  165.  
  166.              w[n] = 2n/(N-1),   0 ≤ n ≤ (N-1)/2
  167.              w[n] = 2-2n/(N-1), (N-1)/2 ≤ n ≤ N-1
  168.  
  169.        b. Hamming
  170.  
  171.              w[n] = 0.54-0.46cos(2πn/(N-1)), 0 ≤ n ≤ N-1
  172.  
  173.        c. Blackman
  174.  
  175.              w[n] = 0.42-0.5cos(2πn/(N-1))+0.08cos(4πn/(N-1)), 0 ≤ n ≤ N-1
  176.  
  177.        d. Hanning
  178.  
  179.              w[n] = 0.5[1-cos(2πn/(N-1))], 0 ≤ n ≤ N-1
  180. $
  181. 71
  182. UNARY
  183.  
  184. The following operators are provided which operate on one data sequence:
  185.  
  186.                          a.  Magnitude
  187.                          b.  Magnitude Squared
  188.                          c.  Complex Phase
  189.                          d.  Complex Conjugate
  190. $
  191. 72
  192. BINARY
  193.  
  194. The following operators are provided which operate on two data sequences:
  195.  
  196.                         a. Complex Addition
  197.                         b. Complex Subtraction
  198.                         c. Complex Multiplication
  199.  
  200. $
  201. 73
  202. CONSTANT
  203.  
  204. The following operators are provided which operate on one data sequence.
  205.  
  206.                 a.  Add a complex constant to a sequence
  207.                 b.  Subtract a complex constant from a sequence
  208.                 c.  Multiply a sequence by a complex constant.
  209. $
  210. 74
  211. REAL
  212.  
  213. The real part of the selected sequence is taken.
  214.  
  215.                     Re{x[n]} ═> y[n]
  216. $
  217. 75
  218. IMAGINARY
  219.  
  220. The imaginary part of the selected sequence is taken.
  221.  
  222.                     Im{x[n]} ═> y[n]
  223. $
  224. 80
  225. DATA
  226.  
  227. Files may be retrieved for manipulation by SA, or once data analysis has
  228. been performed, the data may be saved for later use.  All data are saved in
  229. ASCII format with a "DAT" extension automatically appended.  If another
  230. file extension is desired, the complete file name may be specified when
  231. saving a file.  When retrieving a file, the "DAT" extension is assumed and
  232. need not be entered.  However, a file with any extension may be retrieved by
  233. specifying the complete file name when prompted for the file name to retrieve.
  234. File overwrite protection is provided.  All files with a "DAT" extension in the
  235. current directory may be listed.
  236.  
  237. The "purge" command allows a sequence to be deleted from memory.  Purge does
  238. not effect disk data.
  239. $
  240. 81
  241. OPERATIONS
  242.  
  243. The following arithmetic operations may be performed on sequences:
  244.  
  245.     I.  Unary (One sequence involved in the operation):
  246.  
  247.            a.  Magnitude
  248.            b.  Square Magnitude
  249.            c.  Phase
  250.  
  251.     II.  Binary (Two sequences involved in the operation)
  252.  
  253.            a.  Addition
  254.            b.  Subtraction
  255.            c.  Multiplications
  256.  
  257.     III.  Constant (A sequence and a constant involved in the operation)
  258.  
  259.            a.  Addition
  260.            b.  Subtraction
  261.            c.  Multiplication
  262.  
  263.  
  264. $
  265. 82
  266. FREQUENCY
  267.  
  268. This function provides the capability to perform frequency analysis.  A radix
  269. two FFT which has a maximum capacity of 2048 complex data points is used.  A
  270. DFT algorithm is provided for non-power two transforms.  If a non-power two
  271. data sequence FFT is attempted, the user is notified so that a DFT algorithm
  272. may be selected.  The following operations are available:
  273.  
  274.                      a. FFT (Fast Fourier Transform)
  275.                      b. DFT (Discrete Fourier Transform)
  276.                      c. IFFT (Inverse FFT)
  277.                      d. IDFT (Inverse DFT)
  278. $
  279. 83
  280. POWER
  281.          a. Periodogram Power Spectrum Estimate (Magnitude squared of FFT)
  282.  
  283.          b. Bartlett Power Spectrum Estimate
  284.  
  285.             The Bartlett algorithm is an averaging periodigram.  The number
  286.             of segments to be averaged must be a power of two.
  287.  
  288.          c. Welch Power Spectrum Estimate
  289.  
  290.             The Welch algorithm is an averaging periodigram.  The number
  291.             of segments to be averaged must be a power of two.  Prior to
  292.             computation of the periodigrams, each segment is multiplied by
  293.             a Hanning window.
  294.  
  295.          d. dB
  296.  
  297.             10·log(x[n]) ═> y[n]
  298. $
  299. 84
  300. TIME
  301.  
  302. The following time series analysis functions are provided:
  303.  
  304.                      a.  Cxx (Autocorrelation)
  305.                      b.  Cxy (Crosscorrelation)
  306.                      c.  Convolution
  307.                      d.  Integration
  308.                      e.  Moving average filter
  309.                      f.  Summary Statistics
  310.                          (1). Mean
  311.                          (2). Standard Deviation
  312.                          (3). Maximum and Minimum
  313.  
  314. $
  315. 85
  316. GRAPH
  317.  
  318. A limited graphing capability is provided.  All scaling is automatic.  The
  319. graph display is exited by pressing any key.  A complex sequence may be
  320. graphed as real and imaginary component amplitudes versus sample or imaginary
  321. versus real.
  322. $