Дьяконов В.П. Matlab 6.5 SP1 7 0 Simulink 5 6 Обработка сигналов и проектирование фильтров 2005 (1245705), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Разве что стоит отметить, что в набор демонстрационных примеров добавлен пример на работу с полями Галуа — Са!оьв Р)еЫв. )> Ъе1р соек боядяпп1саГ1опа Чеха»оп 2.1 1Я1 а»бпа1 Яопгсеа. гап»1сгг бепегапе Ь»Г ег»о» расеегпа. бепегасе пас»1х от пп»гоги1у Сцакг»Ьееео гапоож 1псебега. бепегаее »апоом иа г»х па1пб ргеас»1Ьса а1рьаЬог. бепегаге иъ»ге баева»ап по»ае. 4. 7. Работа с комггьютериэированной виртуальной лаборатории 299 Совместное применение пакетов 8)8па! РгосезяпЬ Тоо[Ьох и Сопипцп)салоп Тоо)Ьох позволяет получить наглядное представление о спектре синусоидального сигнала при различных видах модуляции (рис.
4.80): Р =10000( го=20001 в=о:1«гв:гг ОЧастот и вр 5 М=сьггр(т, О, 2, 1000)г Омодулирующий сигнал ацьр от (г, г, ) г ргот (Ь (1: 2000), я М (1: 2000) ); тьь е ( 5 М ) г а АМ= аюоб(5 М, Рс, Га, 'аюбвЬ вЂ ')гь АМ с подавленной несуягей Оцьр'ос(2,2,2); арссчгае(5 Ам, [), Ра); т1Ь1е(' аюб*ь-вс')г в ЯЯВ цр= аюоб(а М, -Рс, Рв, 'аеваЬ')1% АМ с одной верхней боковой полосой яцьр1от(2,2,3); яресогав(я ззв цР, [), Рв)г т1т1с(' атдаь'); 5 Гм= аюоб(5 М, Рс, Рв, 'Гю', 500)гьяастотная модуляция ЧМ яцЬрзот(2,2,4)г вресчгае(5 Рм, [), Рв)г ттв1е('Гту)г В этом примере задана модуляция сигналом сЬ)гр (косинусоида с нарастающей во времени частотой) и построены графики модулирующего сигнала и трех спектрограмм для трех видов модуляции — амплитудной с подавленной несущей, амплитудной с одной (верхней) боковой полосой и частотной.
Сигнал несушей, если он есть, соответствует горизонтальной линии. Читатель, знаюший основы модуляции легко разберется с представленными спектрограммами. 4.7. Работа с компьютеризированной виртуальной лаборатории Выше были описаны огромные воэможности системы МАТ[.АВ в обработке сигналов и в математическом моделировании различных физических явлений, систем и устройств. Однако на практике обычно требуется обработка реальных сиг- .1 ,,0,5 "«.'."О О' —,:.-'((О.ОО):."'„-, -091 '*"" 015 -ЯЮО .: '. 0000 .—.1000 ' Ох ..0.5 . — 1, 1.5 те~ел Рис. 4«80.
С , .;"',1000 ,'- . 'Овта),. ОООФ~~~"' В ВОИ О, ")05"',„.1 21В ., -й теи пекгр сигнала при модуляции Глава 4. Специальные ереден>ва оораоо>нни сигналов палов, экспериментальное макет>юе исследование устройств, просмотр и обработка полученных при этом данных на компьютере. Объединение физических приборов с компьютером и применение его для обработки данных от приборов с помощью систем компьютерной математики — это новый перспективный путь постановки и проведения ре пьных экспериментов и разработки основанных на этом новых устройств.
4.7.1. Виртуальные РС-осциллографы фирмы Чейегпап Из множества приборов, которые экспериментаторы издавна используют лля проведения экспериментов, самым распространенным и важным является, конечно, электро»ный осциллограф. Осциллограф позволяет на его экране набл>одать временную зависимость различных сигналов, в том числе таких, которые недоступны для органов чувств человека — например, электрических. С помощью датчиков можно преобразовать в электрические сигналы изменения различных параметров и неэлектрической природы, например давление воздуха, изменение температуры и так далее. Поэтому осциллограф является основным инструментом при исследовании и о>з>адке различных физических и радиоэлектронных уст!зойств.
В последние годы наряду с обычными аналоговыми осциллографами часто используются ци>рровые и запоминающие осциллографы, которые допускают подключение к персональному компьютеру (ПК). Однако известные приборы этого типа, например фирм Те)гггоп)х или Р)гйгс, очень дороги и недоступны большинству специалистов и радиолюбителей. Кроме того, существуют определенные проблемы при их подключении к ПК с помощью довольно дорогих и редких в продаже дополнительных аксессуаров.
В связи с этим представляют интерес вира>уальные оециллогра>ры, выполненные в виде приставок к ПК (поэтому их называют также РС-осциллографы). Название этих приборов, прямо скажем, не очень удачное. Их «виртуальность» проявляется лишь в том, что передняя панель осциллографа создается на экране дисплея ПК соответствующими программными средствами. Управление осциллографом осуществляется с помощью графического манипулятора — мыши (или точпада в ноутбуках). Внешний вид виртуальной лаборатории на основе виртуальных осциллографа и функционального генератора фирмы Чейе>пап показан на рис. 4.8!. Принцип действия таких осциллографов заключается в стробировании входного сигнала, путем выделения из него коротких вырезок-отсчетов. Они оцифровываются с помощью быстродействующего аналого-цифрового преобразователя и коды отсчетов передаются в Р!К через тот или иной порт связи с внешними устройствами.
Применение стробоскопических осциллографических приставок для П К дает следующие преимущества: ° резко упрощается конструкция прибора, поскольку становятся ненужными электронно-лучевая трубка, органы управления осциллографом, мощный и высоковольтный источник питания и др.; ° уменьшается стоимость приборов; ° реализуе~ся естественная стыковка с ПК (настольным или ноутбуком), что обесг>ечивает легкость цифровой обработки данных, например с помощью систем компьютерной математики; ° появляется возможность легко реализовать цифровые методы обработки сип>алов, например построение спектра методом быстрого преобразования 4. 7.
Работа с номпьтотеризированной виртуальной лаборатории 301 Рис. 4.8!. виртуальная лаборатория на базе нирт)альных осниллографа (соерху) и фунхвиональ- но~о генератора (снизу) фирмы хеПензап Фурье или регистрации сигналов на протяжении длительного промежутка времени с записью в память ПК. Одним из ведущих разработчиков таких приборов являешься голландская фирма уейешап !пь(гишсп(а, приборы которой (виртуальные осциллографы РС8500, РС8100 и К8031) сейчас можно приобрести в магазинах С!))р бс Г)(р. Ниже представлены основные характеристики ее осциллографических цриста~юк и требования к системс.
Параметр Число каналов Входной импеданс Разряднос~ь Чувствительность Максимальное (звх Диапазон час~от Неравномерность Аь!Х Погрешность отсчета Временная развертка Частота стробирования максимальная Длина записи Напряжение питания Размеры Вес Режимы входов РСБ500 РСЯ1001К8031 2 ! 1 МОха/30 пФ 1 МОм130 пФ 8 бит 8 бит 5 м — 15 Вгделение 10 м — 3 В1деление 100 В 100 В 0,.50 МГц О...!2 МГц .ьЗ дБ +3 дБ 2,5% 2,5% 20 нс — !00 мс/дел 0.1 мкс — 100 мсД(ел 1,25 кГц...50 МГц 0,8 кГц...32 МГц 1 П'ц 409б/канал 4079 9...10 В11А 9...10 В10,5 А 230х)б5х45 мм 230х165х45 мм 490 г 400 г АС, РС, С'гош)с1 (в К8031 нет) Глава 4.
Специальные средства обработки сигналов Интерполяция линейная или сглаженная Маркеры для напряжения и частоты Требования к системе (ПК) следующие: Операпионная система %шдовя 95, 98, 2000, )ЧТ или ХР; БЧСА видеокарта (минимальное разрешение 800 х 600); Принтерный порт ) РТ1, БРТ2 или БРТ3; Арифметический сопроцессор для работы анализатора спектра. 4.7.2. Спектроанализатор на базе виртуального осциллографа фиРмы уейепзап Приставки позволяют также строить спектры сигналов, используя лля этого быстрое преобразования Фурье (БПФ) с достаточно большим числом отсчетов (несколько выше 4000).
Фурье-анализатор приборов обеспечивает следующие характеристикии: Фурье-аиализатор Частотный диапазон Разрешение БПФ Входные каналы Дополнительные функции Маркеры для напряжения и РСЯ500 РСБ100/ К8031 от 0...1,2 кГц до 25 МГц от 0...0 4 кГц до 16 МГц 2048 строк 2048 строк канал 1 или канал 2 канал ! функция масштабирования частоты В режиме Фурье-анализатора возможен выбор различных видов частотных окон: прямоугольное, Барлетта, Хамминга, Ханнинга и Блакмапа.
Возможна работа с регистрацией максимумов пиков и с усреднением. Таким образом, ряд математических операций над сигналами приставка-осциллограф выполняет самостоятельно, что делает ее применение более привлекательным. Таким образом, приставка РС8500 обеспечивает создание виртуального двухканальною осциллографа с частотами вертикального отклонения до 50 МГц. Это устройство имеет следующие особенности: ° внешний трипер с запуском по нарастанию и спаду сигнала; ° улучшенная входная чувствительность; ° пониженный уровень шумов в канале вертикального отклонения; ° улучшенная временная развертка осциллографа; ° возможность отображения суммы и разности сигналов на входах и инвертированного сигнала; ° возможность отображения периодических сигналов с частотой стробирования до 1 Пц; ° расширенный до 25 МГц частотный диапазон спектроанаяизатора.