sptool

Откройте интерактивный инструмент цифровой обработки сигналов

Синтаксис

sptool s = sptool('Signals') f = sptool('Filters') s = sptool('Spectra') [s,ind] = sptool(___) s = sptool(___,0) struc = sptool('create',paramlist) sptool('load',struc) struc = sptool('load',paramlist)

Описание

Примечание

SPTool будет удален в будущем релизе.

Для и спектрального анализа сигнала используйте приложение Signal Analyzer вместо этого.
Для проекта фильтра используйте приложение Filter Designer вместо этого.
Для визуализации фильтра используйте fvtool вместо этого.

Команда, sptool, открывает SPTool, комплект четырех инструментов: Браузер Сигнала, Проект Фильтра и Аналитический Инструмент, FVTool и Средство просмотра Спектра. Эти инструменты обеспечивают доступ ко многим из сигнала, фильтра и функций спектрального анализа в тулбоксе. При вводе sptool в командной строке, комплект SPTool открывается.

Используя SPTool, вы можете:

Анализируйте сигналы, перечисленные в поле списка Signals с Браузером Сигнала.
Разработайте или отредактируйте фильтры с Инструментом Проекта и Анализа Фильтра (включает Редактор Полюса/Нуля).
Анализируйте ответы фильтра для фильтров, перечисленных в поле списка Filters с FVTool.
Применяйтесь просачивается поле списка Filters к сигналам в поле списка Signals.
Создайте и анализируйте спектры сигнала со Средством просмотра Спектра.
Распечатайте браузер сигнала, отфильтруйте инструмент проекта и анализа и средство просмотра спектра.

Можно активировать все четыре интегрированных инструмента обработки сигналов от SPTool.

Браузер сигнала

Браузер Сигнала, в дальнейшем именуемый осциллограф, позволяет вам просматривать, измерять, и анализировать информацию о временном интервале одного или нескольких сигналов. Чтобы активировать Браузер Сигнала, нажмите кнопку View под полем списка Signals в SPTool.

Смотрите следующие разделы для получения дополнительной информации о Браузере Сигнала:

Отображение нескольких сигналов

Несколько сигнализируют о входе

Выберите больше чем один сигнал в поле списка Signals, чтобы показать несколько сигналов в том же отображении или на отдельных отображениях. По умолчанию сигналы появляются как различные цветные линии на том же отображении. Сигналы могут иметь различные размерности, частоты дискретизации и типы данных. Каждый сигнал может быть или действительным или оцененный комплекс.

Несколько цветов сигнала

По умолчанию Браузер Сигнала имеет белый фон осей и выбирает цвета линии для каждого канала способом, подобным функции MATLAB^® plot. Браузер сигнала полагает, что каждый из действительных и мнимых компонентов входных сигналов канал и присваивает каждый канал цвет линии в следующем порядке:

Синий
Темно-зеленый
Красный
Голубой
Фиолетовый
Темно-желтый
Черный

Если существует больше чем 7 каналов, осциллограф повторяет этот порядок присвоить цвета линии остающимся каналам. Например, если вы выбираете 4 входных сигнала с комплексным знаком, следующая легенда появляется в отображении.

Если бы все входные сигналы с действительным знаком, Браузер Сигнала пропускает цвета линии, которые были бы сопоставлены с их мнимыми компонентами. Например, если вы выбираете 4 входных сигнала с действительным знаком, следующая легенда появляется в отображении.

Чтобы вручную изменить любой цвет линии, выберите View> Style, чтобы открыть диалоговое окно Style. Рядом с Properties for line выберите имя сигнала, цвет которого вы хотите изменить. Затем рядом с Line нажмите кнопку цвета линии () и выберите любой цвет из палитры. Чтобы изменить цвет фона осей, нажмите кнопку цвета фона Осей () и выберите любой цвет из палитры.

Используйте несколько отображений

Можно отобразить несколько каналов данных по различным отображениям в окне. На панели инструментов выберите View> Layout или нажмите кнопку Layout ().

Можно разместить окно рядом в несколько отображений. Например, если существует три входных параметров к инструменту, можно отобразить сигналы в трех отдельных отображениях. Разметочная сетка показывает 4 4 сетками, но можно выбрать до 16 16 путем перетаскивания в разметочной сетке.

Когда вы используете Параметр макета, чтобы разместить окно рядом в несколько отображений, отображение, подсвеченное в синем, упоминается как active display. Диалоговые окна ссылаются на активный дисплей.

Отображение сигнала

Браузер Сигнала использует самую долгую продолжительность всех входных сигналов, выбранных в поле списка Signals для области значений времени. Чтобы передать массив времен, который соответствует текущему отображению, осциллограф использует Minimum time-axis limit, Time units и индикаторы Maximum time-axis limit на окне scope. Следующая фигура подсвечивает эти аспекты Окна браузера Сигнала.

Minimum time-axis limit — Браузер Сигнала устанавливает минимальный time - предел по осям 0.
Maximum time-axis limit — Браузер Сигнала устанавливает максимальный time - предел по осям итоговому временному шагу самого длинного входного сигнала.
Time units — модули раньше описывали time - ось. Браузер Сигнала устанавливает единицы измерения времени с помощью значения параметра Time Units на вкладке Main Доменного Окна параметров Visuals:Time. По умолчанию этот параметр устанавливается на Metric (based on Time Span) и отображения в метрических модулях, таких как микросекунды, миллисекунды, минуты, дни, и т.д. Можно изменить единицу измерения на Seconds, чтобы всегда отобразить time - значения оси в модулях секунд. Можно изменить его на None, чтобы подавить отображение единиц измерения на time - ось. Когда вы устанавливаете этот параметр на None, затем Браузер Сигнала показывает только слову Time на time - ось.
Чтобы скрыть и слово Time и значения на time - ось, установите параметр Show time-axis labels на None. Чтобы скрыть и слово Time и значения на time - ось во всех отображениях кроме нижних единиц в каждом столбце отображений, установите этот параметр на Bottom Displays Only. Это поведение отличается от того из блока Simulink^® Scope, который всегда показывает значения, но никогда не показывает метку на x - ось.

Имена сигнала и текст легенды

Браузер сигнала использует имена сигналов в SPTool как текст, отображенный в легендах. Если вы меняете имя какого-либо выбранного сигнала в поле списка Signals, его соответствующая запись легенды в Браузере Сигнала сразу изменяется. Чтобы изменить название любого выбранного сигнала, из меню SPTool выбирают Edit> Name. Браузер сигнала автоматически обновляет легенду, чтобы отразить новое имя сигнала, которое вы ввели. Точно так же, если вы изменяете какую-либо запись в легенде в Браузере Сигнала, затем SPTool обновляет соответствующее имя сигнала в поле списка Signals.

Максимизация осей

Можно задать, отобразить ли Браузер Сигнала в максимизируемом режиме осей. В этом режиме оси расширены, чтобы заполнить целое отображение. В каждом отображении нет никакого пробела, чтобы показать заголовки или подписи по осям. Минимальный и максимальный time - пределы по осям расположены в крайне левых и крайне правых ребрах отображения. Значения в метках метки деления на оси появляются как линии сетки сверху осей. Следующая фигура подсвечивает, как три отображения появляются в максимизируемом режиме осей в Окне браузера Сигнала.

Чтобы включить или отключить этот режим, в меню Signal Browser, выбирают View> Properties, чтобы поднять Доменное Окно параметров Visuals:Time. В панели Main можно установить параметр Maximize axes на одну из следующих опций:

'auto' В этом режиме оси кажутся максимизируемыми во всех отображениях, только если Title и параметры Y-Axis label пусты для каждого отображения. Если вы вводите значение в какое-либо отображение для любого из этих параметров, оси не максимизируются.
On — В этом режиме оси кажутся максимизируемыми во всех отображениях. Любые значения ввели в Title, и параметры Y-Axis label скрыты.
'off' В этом режиме ни одна из осей не кажется максимизируемой.

Смотрите раздел Visuals — Time Domain Options для получения дополнительной информации.

Панели измерений

Панели Измерений являются пятью панелями, которые появляются в правой стороне Браузера Сигнала. Эти панели маркированы Trace selection, Cursor measurements, Signal statistics, Bilevel measurements и Peak finder.

Зрительный ряд — опции области времени

Диалоговое окно Visuals — Time Domain Properties управляет визуальными параметрами конфигурации отображения Браузера Сигнала. Из меню выберите View> Configuration Properties, чтобы открыть это диалоговое окно.

Основная панель

Панель Main диалогового окна Visuals — Time Domain Properties появляется можно следующим образом.

Единицы измерения времени

Укажите, что модули раньше описывали time - ось. Настройкой по умолчанию является Metric. Можно выбрать одну из следующих опций.

Metric — В этом режиме, Браузер Сигнала преобразовывает времена на time - ось к некоторым метрическим модулям, таким как миллисекунды, микросекунды, дни, и т.д. Браузер Сигнала выбирает соответствующие метрические модули, на основе минимального time - предел по осям и максимальный time - предел по осям окна.
Seconds — В этом режиме, Браузер Сигнала всегда отображает модули на time - ось как секунды.
None — В этом режиме, Браузер Сигнала не отображает модулей на time - ось. Браузер Сигнала показывает только слову Time на time - ось.

Time-axis labels

Задайте, как отобразиться, единицы измерения времени раньше описывали time - ось. Настройкой по умолчанию является All. Можно выбрать одну из следующих опций.

All — В этом режиме, time - подписи по осям появляются во всех отображениях.
None — В этом режиме, time - подписи по осям не появляются в отображениях.
Bottom Displays Only — В этом режиме, time - подписи по осям появляются только в нижнем ряду отображений.

Show time-axis label

Выберите, чтобы включить time - отображение подписи по осям.

Maximize axes

Задайте, отобразить ли Браузер Сигнала в максимизируемом режиме осей. В этом режиме каждая из осей расширена, чтобы поместиться в целое отображение. В каждом отображении нет никакого пробела, чтобы показать метки. Значения отметки деления показывают сверху отображенных на графике данных. Настройкой по умолчанию является Auto. Можно выбрать одну из следующих опций:

'auto' В этом режиме оси кажутся максимизируемыми во всех отображениях, только если Title и параметры Y-Axis label пусты для каждого отображения. Если вы вводите значение в какое-либо отображение для любого из этих параметров, оси не максимизируются.
On — В этом режиме оси кажутся максимизируемыми во всех отображениях. Любые значения ввели в Title, и параметры Y-Axis label скрыты.
'off' В этом режиме ни одна из осей не кажется максимизируемой.

Отобразите панель

Панель Display диалогового окна Visuals — Time Domain Properties появляется можно следующим образом.

Active display

Задайте активный дисплей как целое число, чтобы получить и установить соответствующие свойства. Количество отображения соответствует своему постолбцовому индексу размещения. Установите это свойство управлять, какое отображение имеет свои цвета осей, свойства строки, свойства маркера и измененную видимость.

Когда вы используете Параметр макета, чтобы разместить окно рядом в несколько отображений, отображение, подсвеченное в синем, упоминается как active display. Настройкой по умолчанию является 1.

Title

Задайте заголовок активного дисплея текста. По умолчанию активный дисплей не имеет никакого заголовка.

Show legend

Установите этот флажок, чтобы показать легенду в отображении. Легенда канала отображает имя для каждого канала каждого входного сигнала. Когда легенда появляется, можно поместить ее куда угодно в окне scope. Чтобы выключить легенду, снимите флажок Show legend.

Можно отредактировать имя любого канала в легенде путем двойного клика по текущему имени и ввода нового названия канала. По умолчанию, если сигнал имеет несколько каналов, осциллограф использует индекс, чтобы идентифицировать каждый канал того сигнала. Чтобы изменить внешний вид любого канала любого входного сигнала в окне scope, из меню scope, выбирают View> Style. Легенда позволяет вам изменить то, какие сигналы показывают. Чтобы показать только один сигнал, кликните по имени сигнала. Чтобы переключить сигнал вкл\выкл, щелкните правой кнопкой по имени сигнала.

Show grid

Когда вы устанавливаете этот флажок, сетка появляется в отображении фигуры осциллографа. Чтобы скрыть сетку, снимите этот флажок.

Plot signals as magnitude and phase

Когда вы устанавливаете этот флажок, осциллограф разделяет отображение в график значения и график фазы. По умолчанию этот флажок снимается. Если входной сигнал имеет комплексные числа, осциллограф строит действительные и мнимые фрагменты на тех же осях. Эти действительные и мнимые фрагменты появляются как различные цветные линии на тех же осях. Установка этого флажка и нажатие на кнопку Apply или OK изменяют отображение. Значение входного сигнала появляется на главных осях, и его фаза, в градусах, появляется на нижних осях.

Эта функция полезна для входных сигналов с комплексным знаком. Если вход является сигналом с действительным знаком, устанавливание этого флажка возвращает абсолютное значение сигнала для значения. Фаза является 0 градусами для неотрицательного входа и 180 градусами для отрицательного входа.

Y-limits (Minimum)

Задайте минимальное значение y - ось.

Когда вы устанавливаете флажок Plot signal(s) as magnitude and phase, значение этого свойства всегда применяется к графику значения на главных осях. График фазы на нижних осях всегда ограничивается минимальным значением-180 градусов.

Y-limits (Maximum)

Задайте максимальное значение y - ось.

Когда вы устанавливаете флажок Plot signal(s) as magnitude and phase, значение этого свойства всегда применяется к графику значения на главных осях. График фазы на нижних осях всегда ограничивается максимальным значением 180 градусов.

Y-label

Задайте текст для осциллографа, чтобы отобразиться слева от y - ось.

Это свойство становится невидимым, когда вы устанавливаете флажок Plot signal(s) as magnitude and phase. Когда вы включаете то свойство, y - подпись по осям всегда появляется как Magnitude на главных осях и Phase на нижних осях.

Разработайте диалоговое окно

В диалоговом окне Style можно настроить стиль отображений. Можно изменить цвет фигуры, содержащей отображения, цвета фона и основные цвета осей отображения и свойства строк в отображении. Из меню Signal Browser выберите View> Style.

Свойства

Диалоговое окно Style позволяет вам изменять следующие свойства Браузера Сигнала:

Цвет фигуры

Задайте цвет, что вы хотите обратиться к фону Браузера Сигнала. По умолчанию цвет фигуры является серым.

Постройте тип

Задайте тип графика использовать. Настройкой по умолчанию является Line. Допустимые значения для Plot type:

Строка Входной сигнал отображений как строки, соединяющие каждое из выбранных значений. Этот подход подобен функциональности line MATLAB или функции plot.
Лестница Входной сигнал отображений как график stairstep. Ступенчатый график составлен только из горизонтальных строк и вертикальных строк. Каждая горизонтальная строка представляет значение сигналов в течение дискретного демонстрационного периода и соединяется с двумя вертикальными строками. Каждая вертикальная строка представляет изменение в значениях, происходящих на выборке. Этот подход эквивалентен функции stairs MATLAB. Ступенчатые графики полезны для рисования графиков истории времени в цифровой форме выборочных данных.

Выберите отображение

Задайте активный дисплей как номер, где номер отображения соответствует индексу входного сигнала. Количество отображения соответствует своему постолбцовому индексу размещения. Настройкой по умолчанию является 1. Установите этот параметр, чтобы управлять, какое отображение должно иметь свои цвета осей, свойства строки, свойства маркера и измененную видимость.

Цвета осей

Задайте цвет, что вы хотите обратиться к фону осей для активного дисплея.

Сохраните цвета для копии к буферу обмена

Задайте, использовать ли отображенный цвет осциллографа при копировании.

Когда вы выбираете File> Copy to Clipboard, программное обеспечение изменяет цвет осциллографа, чтобы быть дружественным принтером (белый фон, видимые строки). Если вы хотите скопировать и вставить осциллограф с отображенными цветами, установите этот флажок.

Значение по умолчанию: 'off'

Свойства для строки

Задайте сигнал, для которого вы хотите изменить видимость, свойства строки и свойства маркера.

Видимый

Задайте, должен ли выбранный сигнал на активном дисплее быть видим. Если вы снимаете этот флажок, строка исчезает.

Строка

Задайте стиль линии, ширину линии и цвет линии для выбранного сигнала на активном дисплее.

Маркер

Задайте метки выбранного сигнала на активном дисплее, чтобы показать в точках данных. Этот параметр подобен свойству Marker для объектов графика MATLAB Handle Graphics^®.

Приложение Filter Designer

Приложение Filter Designer позволяет вам разрабатывать и редактировать БИХ-фильтры и КИХ. Чтобы запустить приложение, нажмите кнопку New или кнопку Edit под полем списка Filters в SPTool.

Приложение Filter Designer имеет Редактор Полюса/Нуля, к которому можно получить доступ путем выбора значка в левом столбце.

Отфильтруйте инструмент визуализации

Инструмент Визуализации Фильтра (fvtool) позволяет вам просматривать характеристики разработанного или импортированного фильтра, включая его ответ значения, фазовый отклик, групповую задержку, задержку фазы, нулевой полюсом график, импульсный ответ и переходной процесс. Чтобы активировать FVTool, нажмите кнопку View под полем списка Filters в SPTool.

Средство просмотра спектра

Средство просмотра Спектра позволяет вам анализировать данные частотного диапазона графически с помощью множества методов спектральной оценки плотности, включая метод Города, метод БПФ, метод мультизаострения, метод собственного вектора MUSIC, метод валлийцев и Уокера Рождества авторегрессивный метод. Активировать Средство просмотра Спектра:

Нажмите кнопку Create под полем списка Spectra, чтобы вычислить степень спектральная плотность для сигнала, выбранного в поле списка Signals в SPTool. Вы, возможно, должны нажать Apply, чтобы просмотреть спектры.
Нажмите кнопку View, чтобы анализировать спектры, выбранные под полем списка Spectra в SPTool.
Нажмите кнопку Update под полем списка Spectra в SPTool, чтобы изменить выбранную степень спектральный сигнал плотности.

Кроме того, можно щелкнуть правой кнопкой по любой области отображения графика, чтобы изменить свойства сигнала.

Управление SPTool из командной строки MATLAB

Можно импортировать или экспортировать данные из SPTool использование командной строки.

Экспорт структур компонента от SPTool

Следующие команды экспортируют структуры компонента от в настоящее время открытого SPTool:

s = sptool('Signals') возвращает массив структур всех сигналов.
f = sptool('Filters') возвращает массив структур всех фильтров.
s = sptool('Spectra') возвращает массив структур всех спектров.
[s,ind] = sptool(___) возвращает индексный вектор указание, какой из элементов s в настоящее время выбран в SPTool.
s = sptool(___,0) возвращает только в настоящее время выбранные объекты.

Создание и загрузка структур компонента

Следующие команды создают структуры компонента и загружают их в SPTool, открывая SPTool при необходимости:

struc = sptool('create',paramlist) создает в рабочей области структуру компонента, struc, заданный paramlist.
sptool('load',struc) загрузки struc в SPTool.
struc = sptool('load',paramlist) загружает структуру компонента, заданную paramlist в SPTool. Если вы задаете выходной аргумент, то команда также создает структуру компонента в рабочей области.

Пример: Создайте и загрузите 5-й порядок Фильтр Баттерворта с частотой среза 0.5π рад/выборка. Задайте фильтр в представлении пространства состояний, маркируйте его Butterworth в SPTool и установите его фильтровать цифровые сигналы, выбранные на уровне 1 кГц.

[z,p,k] = butter(5,0.5);
struc = sptool('create','Filter','zpk',z,p,k,1e3,'Butterworth');
sptool('load',struc)

Пример: Загрузите в SPTool периодограмму оценка PSD синусоидального сигнала с 512 выборками, встроенного в белый шум. Работа в нормированных единицах и задает частоту синусоиды π/4 рад/выборка. Маркируйте спектр PSD в SPTool.

n = 0:511;
x = sin(pi/4*n)+randn(size(n))/10;
[pxx,w] = periodogram(x);
sptool('load','Spectrum',pxx,w,'PSD')

Пример: Создайте и загрузите квадратичный щебет, модулируемый Гауссовым. Задайте частоту дискретизации 2 кГц и длительность сигнала 2 секунд. Сгенерируйте копию структуры в рабочей области.

t = 0:1/2000:2-1/2000;
q = chirp(t-2,4,1/2,6,'quadratic',100,'convex').*exp(-4*(t-1).^2);
Chirp = sptool('load',q,2000)

Chirp = 

  struct with fields:

             data: [4000×1 double]
               Fs: 2000
             type: 'vector'
         lineinfo: []
    SPTIdentifier: [1×1 struct]
            label: 'sig'

Параметры в paramlist должны быть введены в следующем порядке:

Компонент	Параметры `paramlist`
Сигналы	`component_name`, `data`, `fs`, `label`
Фильтры	`component_name`, `form`, `filter_params`, `fs`, `label`
Спектры	`component_name`, `data`, `f`, `label`

Параметры заданы можно следующим образом:

Параметр	Определение
`component_name`	Задайте как один из `'Signal'`, `'Filter'` или `'Spectrum'`. Если не использовано, значения по умолчанию `component_name` к `'Signal'`.
`form`	Форма или структура фильтра. Задайте как один из `'tf'`, `'ss'`, `'sos'` или `'zpk'`.
`data`	Вектор удваивает представление сигнала или спектра.
`filter_params`	Отфильтруйте представление. Задайте `num` и `den`, когда `form` будет `'tf'`. Задайте матрицу SOS, когда `form` будет `'sos'`. Задайте `z`, `p` и `k`, когда `form` будет `'zpk'`. Задайте `A`, `B`, `C` и `D`, когда `form` будет `'ss'`.
`fs`	Дополнительный параметр, который задает частоту дискретизации. Если не использовано, значения по умолчанию `fs` к 1.
`f`	Вектор частоты. Этот параметр применяется, только если `component_name` является `'Spectrum'`.
`label`	Дополнительный параметр, который задает имя переменной компонента в SPTool. Если не использовано, значения по умолчанию `label` к: `'sig'`, если `component_name` является `'Signal'` `'filt'`, если `component_name` является `'Filter'` `'spec'`, если `component_name` является `'Spectrum'`

Документация