dsp. SineWave

Сгенерируйте дискретную синусоиду

Описание

Система dsp.SineWave object™ генерирует действительный или комплексный, многоканальный синусоидальный сигнал с независимой амплитудой, частотой и фазой в каждом выходном канале.

И для действительных и для комплексных синусоид, Амплитуды, Частоты и свойств PhaseOffset могут быть скаляры или векторы длины-N, где N является количеством каналов в выводе. Когда вы задаете по крайней мере одно из этих свойств как вектор длины-N, скалярные значения, заданные для других свойств, применяются к каждому из каналов N.

Сгенерировать дискретное время синусоидальный сигнал:

Создайте объект dsp.SineWave и установите его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.

Создание

Синтаксис

sine = dsp.SineWave

sine = dsp.SineWave(Name,Value)

sine = dsp.SineWave(amp,freq,phase,Name,Value)

Описание

sine = dsp.SineWave создает объект синусоиды, который генерирует синусоиду с действительным знаком с амплитудой 1, частотой 100 Гц и смещением фазы 0. По умолчанию объект синусоиды генерирует только одну выборку.

sine = dsp.SineWave(Name,Value) создает объект синусоиды с каждым заданным набором свойств к заданному значению. Заключите каждое имя свойства в одинарные кавычки.

Пример: синус = dsp. SineWave ('Амплитуда', 2);

пример

sine = dsp.SineWave(amp,freq,phase,Name,Value) создает объект синусоиды с Амплитудным набором свойств к amp, набором свойств Частоты к freq, набором свойств PhaseOffset к phase, и anyother задал набор свойств к заданным значениям.

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их, и функция release разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты (MATLAB).

`Amplitude` — Амплитуда синусоиды
`1` (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

Амплитуда синусоиды, заданной как одно из следующего:

скаляр – скаляр применяется ко всем каналам.
вектор – вектор длины-N содержит амплитуды синусоид в каждом N каналы вывода. Длина вектора должна быть эквивалентной, который задал для свойств Frequency и PhaseOffset.

Настраиваемый: да

Зависимости

Это свойство является настраиваемым только когда вы метод установки или для 'Trigonometric function' или для 'Differential'.

`Frequency` — Частота синусоиды
`100` (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

Частота синусоиды в Гц, заданном как одно из следующего:

скаляр – скаляр применяется ко всем каналам.
вектор – вектор длины-N содержит частоты синусоид в каждом N каналы вывода. Длина вектора должна быть эквивалентной, который задал для свойств Amplitude и PhaseOffset.

`PhaseOffset` — Смещение фазы синусоиды
`0` (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

Смещение фазы синусоиды в радианах, заданных как одно из следующего:

скаляр – скаляр применяется ко всем каналам.
вектор – вектор длины-N содержит смещения фазы синусоид в каждом N каналы вывода. Длина вектора должна быть эквивалентной, который задал для свойств Amplitude и Frequency.

`ComplexOutput` — Отметьте, который указывает, является ли форма волны действительной или комплексной
`false` (значение по умолчанию) | `true`

Отметьте, который указывает, является ли форма волны действительной или комплексной, задана как также:

ложь Форма волны вывод действительна.
tRUE Форма волны вывод является комплексной.

`Method` — Метод раньше генерировал синусоиды
`'Trigonometric function'` (значение по умолчанию) | `'Table lookup'` | `'Differential'`

Метод раньше генерировал синусоиды, заданные как одно из следующего:

'Trigonometric function' – Объект вычисляет синусоиду путем выборки непрерывно-разовой функции.
'Table lookup' – Объект предварительно вычисляет уникальные выборки каждой выходной синусоиды в начале симуляции и вспоминает выборки из памяти по мере необходимости.
'Differential' – Объект использует инкрементный алгоритм. Этот алгоритм вычисляет выходные выборки на основе выходных значений, вычисленных в предыдущем шаге расчета и предварительно вычисленных условиях обновления.

Таблица `TableOptimization` — Optimize значений синуса для скорости или памяти
`'Speed'` (значение по умолчанию) | `'Memory'`

Оптимизируйте таблицу значений синуса для скорости или памяти, заданной как также:

'Speed' – Таблица содержит элементы k, где k является количеством входных выборок в один полный период синусоиды. Период каждой синусоиды должен быть целочисленным кратным 1/Fs, где Fs является значением значения свойства SampleRate. Таким образом, каждый элемент свойства Frequency должен иметь форму Fs/m, где m является целым числом, больше, чем 1.
memory Таблица содержит k/4 элементы.

Зависимости

Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете свойство Method на 'Table lookup'.

`SampleRate` — Частота дискретизации выходного сигнала
`1000` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Частота дискретизации выходного сигнала в Гц, заданном как положительная скалярная величина.

Пример: 44100

Пример: 22050

`SamplesPerFrame` — Количество выборок на кадр
`1` (значение по умолчанию) | положительное целое число

Количество последовательных выборок от каждой синусоиды, чтобы буферизовать в выходной кадр, заданный как положительное целое число.

Пример: 1000

Пример: 5000

`OutputDataType` — Тип данных синусоиды выводится
`'double'` (значение по умолчанию) | `'single'` | `'Custom'`

Тип данных синусоиды вывод, заданный как 'double', 'single' или 'Custom'.

Свойства фиксированной точки

`CustomOutputDataType` — Выведите слово и дробные длины
`numerictype([],16)` (значение по умолчанию) | `numerictype([],32,30)`

Выведите слово и дробные длины, заданные как числовой тип автосо знаком с размером слова 16.

Пример: numerictype ([], 32,30)

Пример: numerictype ([], 16,15)

Зависимости

Это свойство применяется только, когда вы устанавливаете свойство Method на 'Table lookup' и свойство OutputDataType к 'Custom'.

Использование

Для версий ранее, чем R2016b, используйте функцию step, чтобы запустить алгоритм Системного объекта. Аргументы к step являются объектом, который вы создали, сопровождаемый аргументами, показанными в этом разделе.

Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполняют эквивалентные операции.

Синтаксис

sineOut = sine()

Описание

пример

sineOut = sine() создает синусоиду вывод, sineOut.

Выходные аргументы

развернуть все

`sineOut` — Синусоида выводится
вектор | матрица

Синусоида выходной параметр, возвращенный как вектор или матрица. Свойство SamplesPerFrame определяет количество строк в выходной матрице. Если Частота или свойство PhaseOffset являются вектором, длина вектора определяет количество столбцов (каналы) в выходной матрице. Если Frequency или свойства PhaseOffset являются скаляром, то количество каналов в выходной матрице равняется 1.

Наборы свойств OutputDataType тип данных вывода.

Типы данных: single | double | fi

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

Характерный для всех системных объектов

`step`	Запустите алгоритм Системного объекта
`release`	Высвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
`reset`	Сбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

развернуть все

Сгенерируйте синусоидальный сигнал

Скрипт Open Live Script

Примечание: Если вы используете R2016a или более ранний релиз, заменяете каждый вызов объекта с эквивалентным синтаксисом step . Например, obj(x) становится step(obj,x).

Сгенерируйте синусоиду с амплитудой 2, частотой 10 Гц и начальной фазой 0.

sine1 = dsp.SineWave(2,10);
sine1.SamplesPerFrame = 1000;
y = sine1();
plot(y)

Сгенерируйте две синусоиды, смещенные фазой радианов пи/2.

sine2 = dsp.SineWave;
sine2.Frequency = 10;
sine2.PhaseOffset = [0 pi/2];
sine2.SamplesPerFrame = 1000;
y = sine2();
plot(y)

Больше о

развернуть все

Синусоида

Синусоида дискретного времени с действительным знаком задана как:

где A является амплитудой, f является частотой в Гц, и φ является начальной фазой или смещением фазы, в радианах.

Комплексная синусоида задана как:

Алгоритмы

развернуть все

Тригонометрическая функция

Метод тригонометрической функции вычисляет синусоиду в канале ith, yi, путем выборки непрерывной функции

$\begin{array}{l} y_{i} = A_{i} \sin (2 π f_{i} t + ϕ_{i}) & действительный \\ \begin{array}{l} или \end{array} \\ y_{i} = A_{i} e^{j (2 π f_{i} t + ϕ_{i})} & комплекс \end{array}$

с периодом _Ts, где вы задаете _Ts в шаге расчета.

В каждом шаге расчета алгоритм оценивает синусоидальную функцию при значении подходящего времени в первом цикле синусоиды. Путем ограничения тригонометрических оценок к первому циклу каждой синусоиды алгоритм избегает неточности вычисления синуса очень больших количеств. Это ограничение также устраняет возможность разрыва во время расширенных операций, когда абсолютное время переменное переполнение силы. Этот метод поэтому избегает требований памяти метода поиска по таблице за счет операций намного более с плавающей точкой.

Поиск по таблице

Метод поиска по таблице предварительно вычисляет уникальные выборки каждой выходной синусоиды в начале симуляции и вспоминает выборки из памяти по мере необходимости. Поскольку таблица конечной длины может только быть создана, когда все выходное повторение последовательностей, метод требует, чтобы период каждой синусоиды в выводе был равномерно делимым демонстрационным периодом. Таким образом, 1 / _{(подгонки)} = _ki должен быть целочисленным значением для каждого канала i = 1, 2..., N.

Когда алгоритм оптимизирует таблицу значений синуса для Speed, таблица, созданная для каждого канала, содержит _ki элементы. Когда оптимизация для Memory, таблица, созданная для каждого канала, содержит _ki/4 элементы.

Для длинных выходных последовательностей метод поиска по таблице требует гораздо меньшего количества операций с плавающей точкой, чем любой из других методов. Однако метод может потребовать значительно большей памяти, специально для высоких частот дискретизации (длинные таблицы). Этот метод рекомендуется для моделей, которые предназначаются, чтобы эмулировать или сгенерировать код для оборудования DSP, которое должно быть оптимизировано для скорости выполнения.

Примечание

Интерполяционная таблица для этого объекта создается из значений с плавающей точкой с двойной точностью. Когда вы используете режим вычисления Table Lookup, максимальная сумма точности, которой можно достигнуть в выводе, составляет 53 бита. Установка размера слова типа выходных данных к значениям, больше, чем 53 бита, не улучшает точность вашего вывода.

Дифференциал

Дифференциальный метод использует инкрементный алгоритм. Этот алгоритм вычисляет выходные выборки на основе выходных значений, вычисленных в предыдущем шаге расчета (и предварительно вычисленные условия обновления) путем использования следующих тождеств.

$\begin{array}{l} \sin (t + T_{s}) = \sin (t) потому что (T_{s}) + потому что (t) \sin (T_{s}) \\ потому что (t + T_{s}) = потому что (t) потому что (T_{s}) - \sin (t) \sin (T_{s}) \end{array}$

Уравнения обновления для синусоиды в канале ith, _yi, могут поэтому быть написаны в матричной форме как

$[\begin{matrix} \sin {2 π f_{i} (t + T_{s}) + ϕ_{i}} \\ потому что {2 π f_{i} (t + T_{s}) + ϕ_{i}} \end{matrix}] = [\begin{matrix} потому что (2 π f_{i} T_{s}) & \sin (2 π f_{i} T_{s}) \\ - \sin (2 π f_{i} T_{s}) & потому что (2 π f_{i} T_{s}) \end{matrix}] [\begin{matrix} \sin (2 π f_{i} t + ϕ_{i}) \\ потому что (2 π f_{i} t + ϕ_{i}) \end{matrix}]$

где вы задаете _Ts в шаге расчета. Поскольку _Ts является постоянным, правая матрица является константой и может быть вычислена однажды в начале симуляции. Значение _Aisin [_2πfi (t+Ts) + _ϕi] затем вычисляется из значений sin (_2πfit _+ϕi) и because(_2πfit _+ϕi) простым умножением матриц на каждом временном шаге.

Этот режим предложения уменьшал вычислительную загрузку, но подвергается дрейфу в зависимости от времени из-за совокупной ошибки квантования. Поскольку метод не зависит от абсолютной временной стоимости, нет никакой опасности разрыва во время расширенных операций, когда абсолютное время переменное переполнение силы.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Указания и ограничения по применению:

Этот объект не имеет никаких настраиваемых свойств для генерации кода.
Смотрите системные объекты в Генерации кода MATLAB (MATLAB Coder).

Документация

dsp. SineWave

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

Amplitude — Амплитуда синусоиды 1 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

Зависимости

Frequency — Частота синусоиды 100 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

PhaseOffset — Смещение фазы синусоиды 0 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

ComplexOutput — Отметьте, который указывает, является ли форма волны действительной или комплексной false (значение по умолчанию) | true

Method — Метод раньше генерировал синусоиды 'Trigonometric function' (значение по умолчанию) | 'Table lookup' | 'Differential'

Таблица TableOptimization — Optimize значений синуса для скорости или памяти 'Speed' (значение по умолчанию) | 'Memory'

Зависимости

SampleRate — Частота дискретизации выходного сигнала 1000 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

SamplesPerFrame — Количество выборок на кадр 1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

OutputDataType — Тип данных синусоиды выводится 'double' (значение по умолчанию) | 'single' | 'Custom'

Свойства фиксированной точки

CustomOutputDataType — Выведите слово и дробные длины numerictype([],16) (значение по умолчанию) | numerictype([],32,30)

Зависимости

Использование

Синтаксис

Описание

Выходные аргументы

sineOut — Синусоида выводится вектор | матрица

Функции объекта

Примеры

Сгенерируйте синусоидальный сигнал

Больше о

Синусоида

Алгоритмы

Тригонометрическая функция

Поиск по таблице

Примечание

Дифференциал

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Системные объекты

Темы

Представленный в R2012a

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

`Amplitude` — Амплитуда синусоиды
`1` (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

`Frequency` — Частота синусоиды
`100` (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

`PhaseOffset` — Смещение фазы синусоиды
`0` (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

`ComplexOutput` — Отметьте, который указывает, является ли форма волны действительной или комплексной
`false` (значение по умолчанию) | `true`

`Method` — Метод раньше генерировал синусоиды
`'Trigonometric function'` (значение по умолчанию) | `'Table lookup'` | `'Differential'`

Таблица `TableOptimization` — Optimize значений синуса для скорости или памяти
`'Speed'` (значение по умолчанию) | `'Memory'`

`SampleRate` — Частота дискретизации выходного сигнала
`1000` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`SamplesPerFrame` — Количество выборок на кадр
`1` (значение по умолчанию) | положительное целое число

`OutputDataType` — Тип данных синусоиды выводится
`'double'` (значение по умолчанию) | `'single'` | `'Custom'`

`CustomOutputDataType` — Выведите слово и дробные длины
`numerictype([],16)` (значение по умолчанию) | `numerictype([],32,30)`

`sineOut` — Синусоида выводится
вектор | матрица

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.