Spectrum Analyzer

Отобразите спектр частоты

  • Библиотека:
  • Simscape / Утилиты

Описание

Примечание

Блок Spectrum Analyzer в продукте Simscape™ содержит подмножество функциональности блока DSP System Toolbox™ с тем же именем. Эта страница описывает настройку блока и функциональность, доступную с лицензией Simscape. Если у вас также есть лицензия DSP System Toolbox, то блок Spectrum Analyzer в библиотеке Simscape> Utilities идентичен блоку в библиотеке DSP System Toolbox> Sinks. Для получения дополнительной информации смотрите Spectrum Analyzer в документации DSP System Toolbox.

Блок Spectrum Analyzer принимает входные сигналы с дискретными шагами расчета и спектрами частоты отображений этих сигналов.

Использовать блок Spectrum Analyzer, вместо регулярного осциллографа, в модели Simscape:

  1. Добавьте блок Spectrum Analyzer в свою блок-схему.

  2. Если ваша модель использует решатель переменного шага, также добавьте блок Rate Transition и соедините его с входом Спектра Анализатор, установив Output port sample time на шаг расчета, который вы хотите, чтобы Spectrum Analyzer использовал.

    Если ваша модель использует локальный решатель, то она производит выходные физические сигналы с дискретными шагами расчета, и вы не должны добавлять блок Rate Transition. Однако, если необходимо проредить от решателя зафиксированный размер шага, можно также использовать блок Rate Transition. Для получения дополнительной информации об использовании локальных решателей смотрите Делающий Оптимальный Выбор Решателя для Физической Симуляции.

  3. Используйте блок PS-Simulink Converter, чтобы соединить выходной физический сигнал интереса для входа блока Spectrum Analyzer (или к входу блока Rate Transition при использовании одного). Для получения дополнительной информации см. Соединяющиеся Схемы Simscape к Источникам Simulink и Осциллографам. Можно также использовать дополнительные блоки обработки сигналов между PS-Simulink Converter и Spectrum Analyzer, чтобы улучшить качество сигнала.

  4. Запустите симуляцию. Спектр Анализатор, упомянутый здесь как осциллограф, открывает и отображает спектр частоты сигнала.

Примечание

Чтобы препятствовать тому, чтобы осциллограф открылся, когда вы запустите свою модель, щелкните правой кнопкой по значку осциллографа и выберите Comment Out. Если осциллограф уже открыт, и вы комментируете его в модели, отображениях осциллографа, "Никакие данные нельзя показать, потому что этот осциллограф комментируется". Выберите Uncomment снова включать осциллограф.

Уменьшайте уровень графика, чтобы улучшать производительность

По умолчанию Спектр Анализатор обновляет отображение в фиксированные интервалы времени на уровне не чрезмерные 20 герц. Если вы хотите, чтобы Спектр Анализатор построил спектр на каждом шаге времени симуляции, можно отключить опцию Reduce Plot Rate to Improve Performance. В меню Spectrum Analyzer выберите Simulation> Reduce Plot Rate to Improve Performance, чтобы снять флажок. Настраиваемый (Simulink).

Примечание

Когда этот флажок устанавливается, Спектр, Анализатор может отобразить вводящий в заблуждение спектр в некоторых ситуациях. Например, если входной сигнал является широкополосным с неустановившимся поведением, таким как сигнал щебета, Спектр, Анализатор может отобразить стационарный спектр. Причина этого поведения состоит в том, что Спектр Анализатор буферизует данные о входном сигнале и только обновляет отображение периодически приблизительно в 20 раз в секунду. Поэтому Анализатор Спектра не представляет изменения в спектре, которые происходят и протекают между обновлениями, который производит впечатление неправильного спектра. Чтобы гарантировать, что спектральные оценки максимально точны, снимите флажок Reduce Plot Rate to Improve Performance. Когда вы очищаете это поле, Спектр, Анализатор вычисляет спектры каждый раз, когда существует достаточно данных, представляя результаты правильно.

Ограничения

Эта страница с описанием описывает блок Spectrum Analyzer, доступный с Simscape или RF Blockset™. Если у вас есть DSP System Toolbox, больше параметров и измерений доступны. Для получения информации о полном спектре Анализатор смотрите Spectrum Analyzer.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Соедините сигналы, которые вы хотите визуализировать. У вас может быть до 96 входных портов. Входные сигналы могут иметь эти характеристики:

Типы данных: single | double | int8 | int16 | int32 | uint8 | uint16 | uint32 | fixed point
Поддержка комплексного числа: Да

Параметры

развернуть все

Этот раздел перечисляет параметры, доступные в Спектре Анализатор, когда у вас нет DSP System Toolbox. Для полного списка параметров смотрите Spectrum Analyzer.

Настройки спектра

Панель Spectrum Settings появляется в правой стороне окна Spectrum Analyzer. Эта панель управляет, как спектр вычисляется. Чтобы показать Настройки Спектра, в меню Spectrum Analyzer, выбирают View> Spectrum Settings или используют кнопку на панели инструментов.

Основной

Power — Спектр Анализатор показывает спектр мощности.

Power density — Спектр Анализатор показывает степени спектральную плотность. Степень спектральная плотность является величиной спектра, нормированного к пропускной способности 1 герц.

RMS — Спектр Анализатор показывает корневой среднеквадратический спектр.

Настраиваемый: да

Программируемое использование

Смотрите SpectrumType.

Выберите Inherited использовать ту же частоту дискретизации в качестве входного сигнала. Чтобы задать частоту дискретизации, удалите Inherited и введите значение частоты дискретизации.

Программируемое использование

Смотрите SampleRate.

Пропускная способность разрешения в герц. Этот параметр задает наименьшую положительную частоту, которая может быть разрешена. По умолчанию этот параметр устанавливается на Auto. В этом случае, Спектр, Анализатор определяет соответствующее значение, чтобы гарантировать, что существует 1024 интервала RBW по заданному промежутку частоты.

Если вы устанавливаете этот параметр на числовое значение, значение должно позволить по крайней мере два интервала RBW по заданному промежутку частоты. Другими словами, отношение полного промежутка частоты к RBW должно быть больше два:

spanRBW>2

Настраиваемый: да

Программируемое использование

См. RBW.

Это свойство доступно только для чтения.

Количество входных выборок, требуемых вычислить одно спектральное обновление. Вы не можете изменить этот параметр; это показывают в спектре анализатор в информационных целях только. Этот параметр непосредственно связан с RBW (Hz)/Window length/Number of frequency bands. Для получения дополнительной информации см. Алгоритмы (DSP System Toolbox).

Если вход не имеет достаточных выборок, чтобы достигнуть пропускной способности разрешения, которую вы задаете, Спектр, Анализатор производит сообщение на отображении.

Окно

Этот параметр задает сумму перекрытия между предыдущими и текущими буферизированными сегментами данных. Перекрытие создает сегмент окна, который используется для расчета спектральная оценка. Значение должно быть больше или быть равным нулю и меньше чем 100.

Настраиваемый: да

Программируемое использование

Смотрите OverlapPercent.

Метод работы с окнами, чтобы примениться к спектру. Работа с окнами используется, чтобы управлять эффектом боковых лепестков по спектральной оценке. Окно, которое вы задаете, влияет на длину окна, требуемую достигнуть пропускной способности разрешения и необходимого количества выборок на обновление. Для получения дополнительной информации о работе с окнами, смотрите Windows (Signal Processing Toolbox).

Настраиваемый: да

Программируемое использование

Смотрите окно.

Это свойство доступно только для чтения.

Нормированная эффективная шумовая пропускная способность окна. Вы не можете изменить этот параметр; это показывают в информационных целях только. Этот параметр является мерой шумовой производительности окна. Значение является шириной прямоугольного фильтра, который накапливает ту же шумовую степень с тем же усилением пиковой мощности.

Прямоугольное окно имеет самый маленький NENBW со значением 1. Все другие окна имеют большее значение NENBW. Например, окно Hann имеет значение NENBW приблизительно 1,5.

Трассировка

Это свойство доступно только для чтения.

Модули спектра. Чтобы изменить модули, у вас должен быть DSP System Toolbox.

Настраиваемый: да

Программируемое использование

Смотрите SpectrumUnits.

Задайте метод сглаживания как:

  • Running — Рабочее среднее значение последних выборок n. Используйте Averages свойство задать n.

  • Exponential — Взвешенное среднее выборок. Используйте Forgetting factor свойство задать взвешенный фактор упущения.

Для получения дополнительной информации о методах усреднения, смотрите Метод усреднения.

Программируемое использование

Смотрите AveragingMethod.

Задайте количество спектральных средних значений как положительное целое число. Спектр анализатор вычисляет текущую оценку спектра мощности путем вычисления рабочего среднего значения последних оценок спектра мощности N. Этот параметр задает количество спектральных средних значений, N.

Зависимость

Этот параметр применяется только, когда Averaging method является Running.

Программируемое использование

Смотрите SpectralAverages.

Задайте экспоненциал, взвешивающий как скалярное значение, больше, чем 0 и меньше чем или равный 1.

Зависимость

Этот параметр применяется только, когда Averaging method является Exponential.

Программируемое использование

Смотрите ForgettingFactor.

Ссылочная загрузка в Омах, которые Спектр Анализатор использует в качестве ссылки, чтобы вычислить значения степени.

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите Входную область (DSP System Toolbox) на Time.

Программируемое использование

Смотрите ReferenceLoad.

Выберите линейную шкалу или шкалу логарифма для оси частоты. Когда промежуток частоты содержит отрицательные значения частоты, вы не можете выбрать логарифмическую опцию.

Программируемое использование

Смотрите FrequencyScale.

Постоянное смещение частоты, чтобы примениться к целому спектру или вектору частот, чтобы примениться к каждому спектру за несколько входных параметров. Параметр смещения добавляется к значениям на оси Частоты в окне Spectrum Analyzer. Этот параметр не используется ни в каких спектральных расчетах. Необходимо принять параметр во внимание, когда вы устанавливаете Span (Hz) и параметры CF (Hz) гарантировать, что промежуток частоты в интервале частоты Найквиста (DSP System Toolbox).

Зависимость

Чтобы использовать этот параметр, установите Входную область (DSP System Toolbox) на Time.

Программируемое использование

Смотрите FrequencyOffset.

Установите этот флажок, чтобы включить двухстороннее представление спектра. В этом представлении показывают и отрицательные и положительные частоты. Если вы снимаете этот флажок, Спектр, Анализатор показывает односторонний спектр только с положительными частотами. Анализатор спектра требует, чтобы этот параметр был выбран, когда входной сигнал с комплексным знаком.

Программируемое использование

Смотрите PlotAsTwoSidedSpectrum.

Свойства настройки

Диалоговое окно Configuration Properties управляет визуальными аспектами Спектра Анализатор. Чтобы открыть Configuration Properties, в меню Spectrum Analyzer, выбирают View> Configuration Properties или нажимают кнопку на выпадающей панели инструментов.

Задайте заголовок отображения. Введите %<SignalLabel> использовать метки сигнала в модели Simulink как заголовки осей.

Настраиваемый: да

Программируемое использование

Смотрите Title.

Покажите легенду сигнала. Имена, перечисленные в легенде, являются именами сигнала из модели. Для сигналов с несколькими каналами индекс канала добавлен после имени сигнала. Непрерывные сигналы имеют прямые линии перед своими именами, и дискретные сигналы неродной сформировали линии.

От легенды можно управлять, какие сигналы отображаются. Это управление эквивалентно изменению видимости в параметрах Style. В легенде scope кликните по имени сигнала, чтобы скрыть сигнал в осциллографе. Чтобы показать сигнал, кликните по имени сигнала снова. Чтобы показать только один сигнал, щелкните правой кнопкой по имени сигнала, которое скрывает все другие сигналы. Чтобы показать все сигналы, нажмите ESC.

Примечание

Легенда только показывает первые 20 сигналов. Любые дополнительные сигналы нельзя просмотреть или управлять от легенды.

Зависимость

Чтобы включить этот параметр, установите Представление (DSP System Toolbox) на Spectrum или Spectrum and spectrogram.

Программируемое использование

Смотрите ShowLegend.

Покажите внутренние линии сетки на Спектре Анализатор

Программируемое использование

Смотрите ShowGrid.

Задайте минимальное значение y - ось.

Программируемое использование

Смотрите YLimits.

Задайте максимальное значение y - ось.

Программируемое использование

Смотрите YLimits.

Чтобы отобразить модули сигнала, добавьте (%<SignalUnits>) к метке. В начале симуляции Simulink заменяет (%SignalUnits) с модулями, сопоставленными с сигналами. Например, если у вас есть сигнал для скорости с модулями м/с, входят

Velocity (%<SignalUnits>)

Программируемое использование

Смотрите YLabel.

Стиль

Средства управления диалоговым окном Style, как к Спектру Анализатор появляется. Чтобы открыть Свойства стиля, в меню Spectrum Analyzer, выбирают View> Style или нажимают кнопку на выпадающей панели инструментов.

Задайте цвет, что вы хотите обратиться к фону фигуры осциллографа.

Задайте, отобразить ли Line или Stem график.

Программируемое использование

Смотрите PlotType.

Задайте цвет, что вы хотите обратиться к фону осей.

Задайте канал, для которого вы хотите изменить видимость, свойства линии и свойства маркера.

Задайте, отображается ли выбранный канал. Если вы снимаете этот флажок, линия исчезает. Можно также изменить видимость сигнала с помощью легенды scope.

Задайте стиль линии, ширину линии и цвет линии для выбранного канала.

Задайте метки выбранного канала, чтобы показать в его точках данных. Этот параметр похож на свойство 'Marker' для графиков. Можно выбрать любой из символов маркера от выпадающего.

Масштабирование осей

Диалоговое окно Axes Scaling управляет пределами осей Спектра Анализатор. Чтобы открыть свойства Axes Scaling, в меню Spectrum Analyzer, выбирают Tools> Axes Scaling> Axes Scaling Properties.

Задайте, когда осциллограф автоматически будет масштабировать ось Y. По умолчанию этот параметр устанавливается на Auto, и осциллограф не уменьшает пределы оси Y при масштабировании осей. Можно выбрать одну из следующих опций:

  • Auto — Осциллограф масштабирует оси по мере необходимости, обоих в течение и после симуляции. Выбирание этой опции показывает Do not allow Y-axis limits to shrink.

  • Manual — Когда вы выбираете эту опцию, осциллограф автоматически не масштабирует оси. Можно вручную масштабировать оси любым из следующих способов:

    • Выберите Tools> Scaling Properties.

    • Нажмите одну из кнопок на панели инструментов Scale Axis Limits.

    • Когда фигура осциллографа будет активным окном, нажмите Ctrl+A.

  • After N Updates — Выбор этой опции заставляет осциллограф масштабировать оси после конкретного количества обновлений. Эта опция является полезной, и самой эффективной, когда ваши значения сигналов частоты быстро достигают установившийся после короткого периода. Выбирание этой опции показывает окно редактирования Number of updates, где можно изменить количество обновлений, чтобы ожидать перед масштабированием.

Настраиваемый: да

Программируемое использование

Смотрите AxesScaling.

Когда вы выбираете этот параметр, оси Y позволяют вырасти во время операций масштабирования осей. Если вы снимаете этот флажок, пределы оси Y могут уменьшиться во время операций масштабирования осей.

Зависимость

Этот параметр появляется только, когда вы выбираете Auto для параметра Axis scaling. Когда вы устанавливаете параметр Axes scaling на Manual или After N Updates, y - пределы по осям могут уменьшиться.

Количество обновлений, после которых оси масштабируются, заданный как положительное целое число. Если спектрограмма отображена, этот параметр задает количество обновлений, после которых цветные оси масштабируется.

Настраиваемый: да

Зависимость

Этот параметр появляется только, когда вы устанавливаете масштабирование масштабирования/Цвета Осей (DSP System Toolbox) на After N Updates.

Программируемое использование

Смотрите AxesScalingNumUpdates.

Установите этот флажок, чтобы масштабировать оси, когда симуляция остановится. Если спектрограмма отображена, установите этот флажок, чтобы масштабировать цвет, когда симуляция останавливается. y - ось всегда масштабируется. x - пределы по осям только масштабируются, если вы также устанавливаете флажок Scale X-axis limits.

Установите процент оси что использование осциллографа отображать данные при масштабировании осей. Если спектрограмма отображена, установите процент области значений значений степени в рамках палитры. Допустимые значения от 1 до 100. Например, если вы устанавливаете этот параметр на 100, осциллограф масштабирует пределы по осям, таким образом, что ваши данные используют целую область значений оси. Если вы затем устанавливаете этот параметр на 30, осциллограф увеличивает y - ось или цветовой диапазон, таким образом, что ваши данные используют только 30% области значений оси.

Настраиваемый: да

Задайте, где осциллограф выравнивает ваши данные вдоль оси, когда это масштабирует оси. Если спектрограмма отображена, задайте, где осциллограф выравнивает ваши данные вдоль оси, когда это масштабирует цвет. Если вы используете Измерения CCDF (DSP System Toolbox), ось X также конфигурируема.

Настраиваемый: да

Алгоритмы

развернуть все

Расширенные возможности

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

Введенный в R2017b

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте