Дьяконов В.П. Matlab 6.5 SP1 7 0 Simulink 5 6 Обработка сигналов и проектирование фильтров 2005 (1245705), страница 23
Текст из файла (страница 23)
В результате ППФ мы получаем комплексную амплитуду на заданной круговой частоте и. После тривиальных преобразований можно получить модуль А(гл) — частотный спектр сигнала А(гл) и фазу с(гл) — фазовый спектр сигнала. Искажения сигнала при прохождении через искажающее устройство легко учитываются умножением АЧХ сигнала А,(и) на модуль коэффициента передачи искажающей цепи г(гл) и суммированием фазы с(и) с фазой искажающего устройства с,(оз). Таким образом, Ао(гл) = А(гл).
р(гл) и рО(И) = Р (го)+ грт(гл) Глава 2. Создание и обработка сигналов Зная амплитуду и фазу выходного сигнала на заданной частоте, нетрудно найти комплексную амплитуду выходного сигнала А (со). После этого, используя обратное преобразование Фурье (ОПФ или 1ЕТ) Уо(г) = ) Аг(ы)~ можно получить временную зависимость выходного сигнала. Нетрудно догадаться, что если искажающих устройств несколько, то описанный спектральный метод остается в силе, и достаточно дополнительно учесть амплитудные и фазовые искажения других устройств.
При этом коэффициенты передачи устройств перемножаются, а фазовые сдвиги складываются. Спектральный подход является далеко не единственным. Широкое применение при подобном анализе прохождения сигналов через линейные цепи нашел классический и операторный методы анализа, а при проектировании дискретных (цифровых) устройств — метод г-преобразований. А в главах 5 и 6 читатель найдет детальные сведения о принципиально ином подходе как к синтезу сигналов, так и оценке его искажений — речь идет о вейвлет-преобразовании !7 ! — 90). Там же мы вернемся к обсуждению серьезных недостатков представления сигналов рядами Фурье, которые пока нас особенно не тревожат.
2.1.4. Назначение пакета 6!ппа! Ргосевз!пс Тоо!Ьох 6.0/6.1 Пакет расширения Яапа! Ргосезяпя Тоо!Ьох 6.0/6.! является новой реализацией этого пакета для системы МАТ! АВ 6.5/6.5 БР1/7. Он содержит около 200 функций, реализующих решение ряда задач обработки и фильтрации сигналов с помощью самых современных численных методов, включая упомянутые выше. Вот только некоторые из задач, решаемых с помощью этого пакета: ° задание сигналов различного типа, в том числе модулированных; ° создание окон фильтрации и спектрального анализа; ° реализация прямого и обратного преобразования Фурье (в том числе быстрого БПФ); ° реализация дискретного косинусного и других преобразований сигналов; ° оценка спектральной плотности мощности (СПМ) сложных сигналов; ° статистическая обработка сигналов; ° анализ линейных систем и цепей; ° фильтрация сигналов (в том числе цифровая); ° моделирование работы различных фильтров и вычисление их характеристик и др.
Описание пакета расширения Яапа! Ргосезз|пд Тоо!Ьох 6.0/6. ! дано в трех главах. В данной (второй) главе дается описание средств пакета для моделирования и обработки сигналов. В третьей главе описаны средства фильтрации и анализа систем обработки сигналов, реализуемые из командного режима работы. Наконец, четвертая глава посвящена описанию визуально-ориентированных средств лля просмотра и проектирования сигналов и фильтров на основе ОШ данного пакета. 2.1.6.
Общепринятые сокращения и условные обозначения В книге использован ряд общепринятых сокращений: АМ вЂ” амплитудная модуляция; АЧХ вЂ” амплитудно-частотная характеристика; 2.3. Начало раааа~ы с пакетом йрга7 Ргоеегзга» ТооПют АФП вЂ” аналоговый фильтр — прототип; БИХ вЂ” импульсная характеристика бесконечной длины; БПФ вЂ” быстрое преобразование Фурье; ГВЗ вЂ” групповое время задержки; ДКП вЂ” дискретное косинусное преобразование; ДПФ вЂ” дискретное преобразование Фурье; КАМ вЂ” квадратурная амплитудная модуляция; КИХ вЂ” импульсная характеристика конечной длины; КМК вЂ” квадрат модуля функции когерентности; ОПФ вЂ” обратное преобразование Фурье; ППФ вЂ” прямое преобразование Фурье; СКΠ— срелнеквадратическая ошибка; СПМ вЂ” спектральная плотность мощности; ФВЧ вЂ” фильтр вьюших частот; ФИ М вЂ” фазоимпульсная модуляция; ФМ вЂ” фазовая модуляция; ФНЧ вЂ” фильтр нижних частот; ФЧХ вЂ” фазо-частотная характеристика; ЧМ вЂ” частотная модуляция; ШИМ вЂ” широтно-импульсная модуляция.
Синтаксис записи функций, принятый в данной книге поясним примером: у = рв1еьгап(е,с4. 'Гвяс' 1,рт,р2,...11 Здесь ри1асгап — имя конкретной функции, в круглых скобках дается список параметров, в том числе и вариантоа. Варианты, например Гцпс, заключаются в кавычки и заменяются их значениями. В квадратных скобках в правой части записи функции указываются необязательные параметры — в нашем примере [,р1,р2....1. Такие параметры могут вводиться по мере необходимости. Если нужно ввести параметр со значением по умолчанию вместо его значения применяется пустой список — ! ), Однако, квадратные скобки в левой части записи функций, например: 1Рхх, х] = рвшя (х, р1 означают, что функция имеет не один, а ряд выходных параметров (выходных аргументов в терминологии МАТ! АВ), указанных в квадратных скобках.
Многие функции при опущенных выходных параметрах становятся графическими командами, и их применение приводит к построению тех или иных графических зависимостей. 2.2. Начало работы с пакетом 819па1 Ргосеав1п9 Тоо1Ьох 2.2.1. Установка пакета 8!поп! Ргосеав!пя Тоо!Ьок Пакет устанавливается совместно с системой МАТ1АВ б.5 БР1 или МАТЕАВ 7. При инсталляции последней просто надо отметить птичкой параметр установки этого пакета (см.
главу 1 и рис. 1.2). С помощью коман- Глава 2. Создание и обработка социалов ды чег в комаидиой строке МАТ(.АВ можно получить список установленных пакетов расширения и узнать их текущие версии. Все около двух сотен новых функций пакета Яапа! Ргосецц1пя Тоо!Ьох оформлены в виде ш-файлов и готовы к немедленному применению, наряду со встроенными функциями системы МАТ(.АВ. Никакой настройки системы для этого не требуется.
Правила применения новых фуикций те же, что и у встроенных функций системы МАТЮКАВ (см. главу 1). 2.2.2. Справка по пакету В(йпа1 Ргосевв1пй Тоо1Ьох Пакет Яапа! Ргоседц|пя Тоо!Ьох б.О/б.! является мощным расширением сисгемы МАТ! АВ и имеет обширные информационные ресурсы. Оии представлены документацией в формате РОГ, справочной системой в формате НТМ( и демонстрационными примерами. Для доступа к этим ресурсам достаточно исполнить команду МАТЮКАВ Не!р а позиции Не!р меню системы МАТ(.АВ 6.5 БР1. Появится окно справки системы МАТ(.АВ, показанное на рис.
2.1 (см. выше). 1! ам и уа»оюза л! пае »юг по Тооою» а а В га а Р 1пй йуе 81йпа! Ргосеввйцй ТоогЬох ищем Рп юеттц дмсц ргопбев ап азгобс своп го овюц ыбтьев а!два! рюсавегпц а себу! апцн!Таг Тцатоюз уоо Маго»авве ТОАТоо! гарМ Цдег беадп впб епа»узю Т А ! Рг . г А! Ч Ье!рв уоо е»р!ее гце Цчпа! осевапд Тоо!Ьо»ч уарЬюа! !п»абасв $ ггзпгга! з цою Расее ря рюпбвв збоппепоп оп сзюпепсе, ге!агап, апб врос!ге! зпз!уюа ~~То гсв бееспЬе*ъгпбоаюц, рагаюегггс пюбемц сераюю !уаа апб сгЬег ацепсеб горгсв е Вмеав по!аз воююете пе» уеагюев, ьод ц»ев, оруабе пев, его ц(1пд Рцпсйопв своев сццгазду Гц!ыцгз Рпс.
2.1. Справка системы МАТЮКАВ по пакету расширения Рйгапц1 Ртоссиапа ТОО1ьох и формате НТМ1. В левой части окна справки открыта вкладка Соп1ех1 окна навигатора по справочной системе. Оиа дает доступ к контекстному разделу справочной сисгемы, представленному в виде дерева разделов системы МАТ(.АВ и перечня пакетов расширения этой системы. На рис. 2.1 открыта ветвь этого дерева, соответствующая пакету В!япа! Ргоседц!пя Тоо1Ьох. Можно рассмотреть разделы справки. На рис.
2.2 показан раздел справки по функциям пакета Яйпа! Ргосецц|па Тоойюх, 2.3. Начало работы с аааетам Я1руа! Ргосеаоууа Тоо!Ьох п1 Йе Нд ЗГНуапоо,", УуеЖ,'. Ийидпетие1р' "'- "'..". - "'' ' - '."';:.- °, ..""-:.;-:*: е,вала ',"и рг 'л''и'.о:!и.; "'' вола! РйсеенпдТоо1Ьои ГогкЬол Не1егепсе ,лмд 1р Рагййм Яапа! Рмсепдпд Тае1Ьок Ри1тсбо1т йеФегепсе акула! тоо1ьои йг с!лкп апавдед и сиедоггеа Ровд!га~ - П11рлааданкгьы! Едва! Тоойек йпсгкив апалдед а1рЬаЬелсаду 1 Рипсбопв - Ву Садейогу тма аесьоп сомове ьгпе деесар!вве о!ау йпсвове гл гье гоойо» апапдед ьу сиедогу рог а ьаг о! аи мослове гп ирьаьике! омал, «ее ркизал» . алади!ау гав 1 ТЬ» Зила! и осел*па Тоо1Ьои сол!а пе йе йупл од са!едопее ог!лпсвопв с!дуг аду!дна бг ц 1лгуа1иуеиаоа Щ Щг Ла1 Пи!лети 1!аЛИ1ИЬЯЩгддваа дя г $~~ Сан Едавкгда Рис.
ЗД. Справка но 11гункниам пакета расширения Рдвна1 РгосеЫоа Тоо1ьок, разбитии на категории разделенным на категории. Активизируя гиперссылку той или иной функции, можно получить доступ к справке по ней. Содержание раздела справки, выдс.!снного на вкладке слева видно в окне просмотра, находящемся справа. В нашем случае видно начало справки„посвященной описываемому пакету. 2.2.3.
Документация по пакету в формате РОР Техническая документация на пакет в формате РОГ представлена объемным описанием, содержащим 1036 страницы н размещенным в файле с размером около 9 Мбайта. Доступ к этому описанию обеспечивает гиперссылка 810па1 Рпусеаа!пй Тоо1Ьох 0вег'в бабе, которую можно найти внизу окна просмотра справки на рис.
2.1. Рис. 2.3 показывает титульную страницу этого описания и тематический каталог описания при его просмотре с помощью средства АсгоЬа1 Кеабег (версия 5.0/6.0). Заметим„что программа АсгоЬаг Кеабег непосредственно в систему МАТ1 АВ не входит, и для просмотра материалов в РОГ-формате должна быть установлена на компьютере пользователя 1ьуаьу.абоЬе.соип). В обновленной реализации пакета Яапа1 Ргоседд1пя ТооЬох обьем документации заметно вырос и превысил 1000 страниц. Она, естественно, дана на английском языке. Иногда Ма11ИУуогкд поставляет упрощенное описание меньшего размера — без справочника по функциям, имеющегося в справке.
2бб Глава 2. Создание и обрабошиа сигиилои Рнс. 2.3. Титульная страннна описания пакета Риала! Ргосеиа!пв Тоо!Ьох а формата РГУР 2.2.4. Обзор функций пакета Для обзора функций пакета можно использовать тематический каталог справки и документацию в РПР-формате. Однако проще всего это сделать, исполнив в командной строке МАТЕАВ команду: » 'пе1р а1чпа1 В результате появится список всех функций пакета, объединенных в группы по тематическому признаку. Ввиду большого размера этого списка он не приводится, но читателю рекомендуется просмотреть данный список. Все входящие в этот список функции описаны ниже.
С помощью команды по1р пате гопсе1оп можно также получить справку по любой функции, указав ее имя вместо папе йппссьоп. пример этого для функции сиаир (генерация косинусоидального сигнала с меняющейся частотой) представлен на рис. 2.4. Полезно обратить внимание на то, что после описания функции Лается ряд примеров на ее применение. Естественна, что справки, вызываемые из командной строки, и вся обширная фирменная документация представлены на английском языке.
2.2.5. Просмотр демонстрационных примеров из справки С общими возможностями пакета расширения 3!япа! Ргосеаз1пя Тоо!Ьох можно познакомиться с помощью демонстрационных примеров. МАТ! АВ предоставляет для этого обширные и разнообразные возможности. Так, многие функции в своей справке имеют демонстрационные примеры — на рис. 2.4 вилис начало первого примера, а всего по этой функции дано 4 примера. 2.2. Начало работы с пакетом Ярпй Рюсеаяа)( Тоойак 107 » и кнпп к рс-сыс а т скс ье сесе асс т снппкт,то,т1,ри с с с * * рк е с 1 рс-кк«р скпьк асье скв вас с* с 11»е 1 *сект. тье 1 вс ьс ск»ке вт ас и о *е ик н скс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
