Дьяконов В.П. Matlab 6.5 SP1 7 0 Simulink 5 6 Обработка сигналов и проектирование фильтров 2005 (1245705), страница 58
Текст из файла (страница 58)
4.9!. Осциллограммы снгнмюв с двух каналов осцнллогрвфв внртувльной лаборатории РС 1.ОЬ 2000, построенные в среде МЛПЛВ Над полученными данными можно выполнять любые операции и преобразования, которые были описаны в предшествующих разделах, например выполнить то или иное преобразование или фильтрацию сигналов.
4.9.2. Взаимодействие МАТ1.АВ с функциональным генератором Несложно также организовать взаимодействие между МАТ1.АВ и функциональным генератором виртуальной лаборатории. Для исследования свойств его сигналов надо обеспечить их ввод в систему МАТЮКАВ. Тут надо учесть следующие Глава 4. Специальные средства обработки сигналов ви бба: м«и 'М««Н' тюк тл«аи«И«10 О~ ]3 аз Я 4]4 ] '«А Л Л ~']В Р".~ теки сигналов О.б О.б - О.г О -О.в О, .
500, 1000 1500, 2000, ':.: 2500 ис. 4.92. Г]ример просмотра сигнала ааобйап из библио функционального генератора 1« 4.9.3. Импорт спектрограмм Аналогичным образом можно обеспечить в среде МАТ] АВ импорт спектрограмм. Файлы спектрограмм имеют текстовый формат — см. пример начала такого файла при его просмотре в редакторе Ч~огд; И Гг]ХНО] 17!]О]ВО] 0 0.0153 -40,7 1 0.2594 -50.1 2 0.5035 -47.9 3 0.7477 -4.8 4 О. 9918 -49.8 5 1.2360 -55.1 обстоятельства, касающиеся организации библиотечных файлов функционального генератора: ° эти файлы имеют расширение .ВЬ; ° файлы представляют одномерный массив из 3200 чисел; ° числа в массиве представлены в формате с плавающей запятой, а не точкой.
Для представления сигнала из библиотеки в среде МАТ] АВ надо затем заменить все запятые в числах на точки. Это легко сделать в текстовом редакторе бтогд с помощью команды «Заменитьа и затем «Заменив все». Полученный файл может считываться функцией !оад и представить графически в окне графики системы МАТВАВ (рис. 4.92): 0=1оас] Ы Е: 19аовв1ап.11Ь','Л8011']; р1оь]а! 4.9. Обмен данными между лабораторией и системой МАТЮКАВ 315 Нетрудно заметить, что в данном случае файл имеет первую строку с именами столбцов. Данные представлены столбцами номеров отсчетов, частот и уровней спектрограммы. При этом данные представлены в формате с плавающей точкой. Поэтому для считывания файла спектрограмм в МАТ) АВ достаточно в текстовом редакторе удалить первую строку.
Для получения отсчетов частоты и уровня спектрограммы можно воспользоваться следуюц1им фрагментом программы: г)=ьехьгеаг))'Н11аресег.ехь',''5'); 1=1:2ОО) СН1=Н)3*142); СН2г д(24143)) Теперь можно построить спектрограмму в окне графики МАТ)ьАВ (рис. 4.93) ртое )СН1, СН2) 1 9414) ОИГ КН;. Ма Хееи ~ЕП тььь. «ОЬЕГЕ Ие)Р 10'Оа Я'Ойдо;м;А 24,'./ХВ".,Р '.~..",, :.";;,:'В;„'-.:„--,"," ОО ':: .-:Г:-"."':=:;.ГО Й.. СЗ).":.:.0'.
2)10 .20 . 50, г 1.40..50 '.: '50 ' 70: ВО. 00 ' 100 .Г)",, . -ОО Рис. 4.93. Сиектрограииа с виртуавьнои лаборатории в окне грг)41ики МАТ).АВ Над полученной спектрограммой можно выполнять самые разнообразные операции, например сглаживание, поиск нужных спектральных компонент и т. д. 4.9.4. Об экспорте данных из МАТЮКАВ Разобравшись со спецификой форматов файлов виртуальной лаборатории и системы МАТЮКАВ читатель может легко решить и обратную задачу — экспорт файлов из системы МАТЮКАВ в виртуальную лабораторию. Можно экспортировать файлы осциллограмм, спектрограмм и создаваемых тестовых сигналов. Это полезно, например, для пополнения библиотеки таких сигналов для функционального генератора, поскольку собственный редактор сигналов имеет довольно ограниченные возможности, хотя и достаточные для большинства практических применений.
Глава 4. Специальные средства обработки сигиалов В целом ПК оснащенный системой МАТЮКАВ и виртуальной лабораторией РС Еаб 2000 способен решать сложнейшие задачи в обработке реальных сигналов, и исследовании и тестировании самой разнообразной радиоэлектронной аппаратуры. Трудно переоценить возможности такого комплекса в решении задач учебного характера, особенно если учесть, что при широчайших возможностях такой комплекс стоит намного дешевле ралиоизмерительной лаборатории, укомплектованной такими физическими приборами, как осциллограф, функциональный генератор, анализатор спектра, регистратор и так далее.
Глава 5 Пакеты проектирования фильтров 5.1. Возможности пакета Г!Нег Оез19п тоо!Ьох 5.5.1. Назначение пакета Р11тег йеа19п Тоо1Ьох Возможности основного пакета обработки сигналов и проектирования фильтров Яапа! Ргосезз!п8 Тоо)Ьох удовлетворяют самым серьезным требованиям профессиональной разработки фильтров различного назначения — как аналоговых, так и цифровых и дискретных. Однако некоторые алгоритмы анализа и проектирования таких фильтров (особенно итерационные) настолько сложны и капризны, что возникает задача их оптимизации и максимального использования уникальных в своем раз|юобразии численных данных, присущих базовой матричной системе МАТ1.АВ. Для реализации специальных, наиболее современных, средств проектирования фильтров на основе численных данных с фиксированной и плавающей точкой одинарной и двойной точности 1мы бы предпочли термин «двойной длиныгч ибо точность вычисления повышается намного больше, чем вдвое) в систему МАТЬАВ, начиная с версии 6.0, был включен еще один пакет расширения Рриег Оез)йп Тоо)Ьох.
В системе МАТ).АВ 6.5 используется версия пакета 2.1, в МАТ).АВ 6.5 8Р! используется версия пакета 2.5, а в МАТ1.АВ 7 — новая версия 3.0. Объем данной книги, а, главное, малая степень распространенности реализованных в Рйпег Оез!8п Тоо1Ьох специальных методов проектирования фильтров у нас в России, делают пока нецелесообразным детальное описание всех функций этого пакета, занимающем в формате РОГ 821 страницу для версии Р!1гег Оез!8п Тоо!Ьох 2.1. Тем более, что знакомство с подробно описанным основным пакетом обработки сигналов и проектирования фильтров Я8па! Ргосезз!п8 Тоо1Ьох позволяет заинтересованному читателю, по мере необходимости, изучить специальные средства пакета Р!!тег Оеы8п Тоо)Ьох.
В гюльзу такого вывода говорят следующие обстоятельства; ° все основные типы фильтров и методы их проектирования уже были детально описаны, применительно к пакету 8!8па1 Ргосевз!п8 Тоо1Ьох; ° большинство функций пакета Ерпег Вез!8п Тоо!Ьох повторяет ранее описанные функции пакета Яйла! Ргосезз!п8 Тоо)Ьох, причем в деталях их различий разобраться не очень сложно; ° терминология описания фильтров в пакетах Яйла) Ргосезз!п8 Тоо!Ьох и Р1!гег Оегййп Тоо1Ьох почти идентична и основные определения в области проектирования фильтров уже были описаны; ° в окне демонстрационных примеров Оещоз имеется множество примеров на проектирование фильтров в пакете 8!8па! Ргосезгйпй Тоо!Ьох; ° описанные выше средства визуально-ориентированного проектирования фильтров могут работать как с пакетом Яйла) Ргосезейпй Тоо!Ьох, так и с пакетом Р!!гег Вез!8п Тоо!Ьох.
Глава 5. Пакеты проектирования фильтров В связи с этим ниже мы отметим большую часть функций пакета Ггйег Вез(яп Тоо(Ьох 2.1 без указания вариантов их синтаксической записи. Описание пакета Грдег Рез(яп Тоо(Ьох 3.0 будет ограничено отражением его отличий от версии Н1!ег Рея(яп Тоо!Ьох 2.1. Пакет Нйег Рея(яп Тоо!Ьох 2.1 имеет обширный набор инструментальных средств для углубленного и продвинутого проектирования фильтров на базе техники операций МАТБАВ с числами с фиксированной и плавающей точкой.
Он органично связан с уже описанным пакетом Яапа! Ргосеззй1я Тоо(Ьох, а также со средствами именуемыми В1оскзе!гк ° системой визуально~о имитационного и событийного моделирования Япшйпк; ° средствами операций над числами с фиксированной точкой Г(хек Ро(п! В(ос!гзег; ° расширением 01д(га! Ргосеззог В!ос!гзег. Пакет Нйег Рея(яп Тоо1Ьох призван решать следующие задачи: ° проектирование фильтров с использованием специальных методов; ° преобразование конвертируемых фильтров в двухполосные фильтры; ° преобразование фильтров в форму секций второго порядка; ° проектирование дискретных фильтров и фильтров дискретных данных; ° дискретизация данных; ° вычисление дискретного прямого и обратного БПФ.
Версия пакета Гйгег Рея(дп Тоо(Ьох 2.1 имеет ряд новых возможностей: ° несколько новых функций проектирования адаптивных фильтров; ° четыре новых функции проектирования фильтров Г!й (КИХ); ° новая функция вычисления перехода фазы через нуль лля линейно-фазовых фильтров типа Г!К (КИХ); ° несколько новых функций преобразования фильтров„ ° улучшенная работа с проектировщиком фильтров — й(агоо1, в частности, введение помощи по контексту при использовании О-режима (см.
выше). В версии Г1!гег Рея(яп Тоо!Ьох 25й ° число адаптивных фильтров увеличено до более чем ЗО; ь существенно улучшены алгоритмы проектирования и оптимизации фильтров; ° добавлен ряд новых многополосных фильтров; ° переработаны новые методы проектирования адаптивных и многополосных фильтров; ° добавлены новые демонстрационные примеры„ ° улучшен импорт файлов в ГРАТоо1. Новые функции для создания адаптивных фильтров используют следующие методы: ° 1 еаз( Меап Бг)цагез (1 МБ) Вазео Г! к Аг(ар!1те Нйегз; ° Кесцгз(тс 1еазг Бг!цагез (КЕ5) Вазег( Г!К Ас(арг(те Нйегз; ° А!Тще Рго)есг(оп (АР) Г)к Ас(ар!гие Нйегз; ° Г!к Адарйте Г1!сегз ш Гве Ггес!цепсу Рогпа!п (ГР); ° 1 агг(се Вазег) (1.) Г!к Абарйте Г(йепь Детальное описание их можно найти в справке по пакету. 519 5.1.
Возможности наггета И(гег 13ее(дн Тоо(Ьох б. Ь.2. Справка и документация по пакету Р11еег 0ев)дп Тоо(Ьох На рис. 5, ! показано окно справки по этому пакету с разделом, посвященным примерам проектирования фильтров. В этом окне можно найти много примеров применения пакета Рйгег Реядп Тоо!Ьох. Ч «зыв(л»пт)ьу )д) х1 Дьс,иь вил .Ео *Вер В«пбнэукзур ~': "'К:-ъ~ '«!"-::"": . Г * «.ь«с лбз' ! ьв ««! Ьо у'! Г \н 1: !:-Ь Рис. 5.1.
Окно справки по пакету Рьйег Оеяао Тоо1Ьох 2.* Пакет Б!гег Реядп Тоо!Ьох 2,*, помимо справки в формате НТМ(. (см. выше), имеет описание в формате РРР с объемом файла 5,7 Мбайта и 821 стр. (против 3.3 Мбайта и 468 стр. у предшествующей версии). Описание Г01ег Реядп Тоо!Ьох 3.0 на СР-КОМ уже нс поставляется, но его можно найти в Интернете на сайтс ввв,утра!!Твог!ьясопь 5.1.3.
Фильтры и объекты класса Опале!аее) ((д-типа) Самой важной и специфической особенностью пакета Вйгег Реядп Тоо!Ьах стало определение нового класса фильтров и объектов. В оригинале это «г)цап11аее( 11!(егз««, однако четкого перевода на русский язык такое словосочетание не имеет (его нет и в англо-русском словаре по радиоэлектронике Ф. Лисовского и И.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
