ВОЕННОСЛУЖАЩИЙ СЕРЖАНТСКОГО СОСТАВА

Генерировать реальные или сложные синусоидальные сигналы

Библиотека:
Панель инструментов системы DSP/Операции с сигналами
Инструментарий/источники системы DSP

Описание

Блок NCO генерирует многоканальный реальный или комплексный синусоидальный сигнал с независимой частотой и фазой в каждом выходном канале. Амплитуда создаваемого сигнала всегда 1. Блок NCO поддерживает только реальные входы. Все выходы действительны, за исключением выходного сигнала в Complex exponential режим. Дополнительные сведения о том, как блок вычисляет выходные данные, см. в разделе Алгоритмы.

Для получения многоканальных выходных данных задайте величину вектора для параметров приращения фазы и смещения фазы. Оба параметра должны иметь одинаковую длину, определяющую количество выходных каналов. Каждый элемент каждого вектора применяется к отдельному выходному каналу.

Порты

Вход

развернуть все

`inc` - Приращение фазы
скаляр | вектор

Сигнал приращения фазы, заданный как действительный скаляр или вектор. Входные данные должны иметь целочисленный тип данных или тип данных с фиксированной точкой с нулевой длиной дроби. Размеры сигнала приращения фазы зависят от способа задания параметра Фазовое смещение (Phase offset).

При задании фазового смещения в диалоговом окне блока приращение фазы должно быть скаляром или вектором той же длины, что и значение фазового смещения. Блок применяет каждый элемент вектора к другому каналу, и поэтому длина вектора определяет количество выходных каналов.
При указании фазового смещения через входной порт порт смещения обрабатывает каждый столбец входного сигнала как независимый канал. Длина приращения фазы должна равняться количеству столбцов на входе в порт смещения.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Phase increment source значение Input port.

`offset` - Фазовое смещение
скаляр | вектор | матрица

Сигнал фазового смещения, заданный как действительный скаляр, вектор или полная матрица. Входные данные должны иметь целочисленный тип данных или тип данных с фиксированной точкой с нулевой длиной дроби. Блок обрабатывает каждый столбец входа в порт смещения как независимый канал. Количество каналов в фазовом смещении должно соответствовать количеству каналов на входе данных. Для каждого кадра входного сигнала блок может применять различные фазовые смещения к каждой выборке и каналу.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра «» Источник смещения фазы «» значение Input port.

Продукция

развернуть все

`sin` - Синусоидальный выход
скаляр | вектор | матрица

Синусоидальный выходной сигнал, заданный как скаляр, вектор или матрица. Тип данных сигнала можно указать с помощью параметра Output data type.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Output signal значение Sine или Sine and cosine.

Типы данных: single | double | fixed point

`cos` - Выход косинуса
скаляр | вектор | матрица

Косинусоидальный выходной сигнал, заданный как скаляр, вектор или матрица. Тип данных сигнала можно указать с помощью параметра Output Data Type.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Output signal значение Cosine или Sine and cosine.

Типы данных: single | double | fixed point

`exp` - сложный экспоненциальный
скаляр | вектор | матрица

Комплексный экспоненциальный вывод, заданный как скаляр, вектор или матрица. Тип данных сигнала можно указать с помощью параметра Output Data Type.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Output signal значение Complex exponential.

Типы данных: single | double | fixed point
Поддержка комплексного номера: Да

`Qerr` - Ошибка фазового квантования
скаляр | вектор | матрица

Ошибка фазового квантования, заданная как скаляр, вектор или матрица.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите флажок Show phase quantization error port.

Параметры

развернуть все

Главный

Параметры фазового сумматора

`Phase increment source` - Источник значения приращения фазы
`Specify via dialog` | `Input port`

Выберите способ задания приращения фазы. Приращение фазы может происходить из входного порта или из параметра диалогового окна.

При выборе Input port, входной порт inc отображается на значке блока.
При выборе Specify via dialogпоявится параметр Шаг фазы (Phase increment).

Зависимости

Когда блок поступает из библиотеки операций с сигналами, значением по умолчанию параметра «Источник приращения фазы» является Input port.

Когда блок поступает из библиотеки источников, значением по умолчанию параметра «Источник приращения фазы» является Specify via dialog.

`Phase increment` - Значение приращения фазы
`100` (по умолчанию) | скаляр | вектор

Задайте приращение фазы как скаляр или вектор с целыми значениями. Допустимы только целочисленные типы данных, включая типы данных с фиксированной точкой и нулевой длиной дроби. Размеры приращения фазы зависят от размеров смещения фазы:

При указании фазового смещения в диалоговом окне блока приращение фазы должно быть скаляром или вектором с той же длиной, что и фазовое смещение. Блок применяет каждый элемент вектора к другому каналу, и поэтому длина вектора определяет количество выходных каналов.
При указании фазового смещения через входной порт порт смещения обрабатывает каждый столбец входного сигнала как независимый канал. Длина приращения фазы должна равняться количеству столбцов на входе в порт смещения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Источник приращения фазы значение Specify via dialog.

`Phase offset source` - Источник фазового смещения
`Specify via dialog` (по умолчанию) | `Input port`

Выберите способ задания смещения фазы. Фазовое смещение может происходить от входного порта или из диалогового окна.

При выборе Input port, порт смещения отображается на значке блока.
При выборе Specify via dialogпоявится параметр Фазовое смещение (Phase offset).

`Phase offset` - Значение смещения фазы
`0` (по умолчанию) | скаляр | вектор

Задайте фазовое смещение как целочисленный скаляр или вектор. Допустимы только целочисленные типы данных, включая типы данных с фиксированной точкой и нулевой длиной дроби. При указании фазового смещения с помощью этого параметра диалогового окна он должен быть скаляром или вектором с той же длиной, что и приращение фазы. Скаляры расширяются до вектора с той же длиной, что и приращение фазы. Каждый элемент вектора фазового смещения применяется к другому каналу входа, и поэтому длина вектора определяет количество выходных каналов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра «Источник смещения по фазе» значение Specify via dialog.

`Add internal dither` - Добавить внутреннее рассогласование
`on` (по умолчанию) | `off`

Используется для добавления внутреннего дизеринга в алгоритм NCO. Дизеринг добавляется с помощью генератора последовательности PN (Communications Toolbox) из продукта Communications Toolbox™.

`Number of dither bits` - Количество разрядов сглаживания
`4` (по умолчанию) | положительное целое число

Укажите число разрядов сглаживания как положительное целое число.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите флажок Add internal dithering.

`Quantize phase` - Разрешить квантование накопленной фазы
`on` (по умолчанию) | `off`

Чтобы включить квантование накопленной фазы, установите этот флажок.

`Number of quantized accumulator bits` - Количество квантованных битов накопителя
`12` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

Укажите количество квантованных битов накопителя как скалярное целое число больше единицы и меньше длины слова накопителя. Это значение определяет количество записей в таблице подстановки.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите флажок Quantize phase.

`Show phase quantization error port` - Ошибка выходного квантования
`off` (по умолчанию) | `on`

Выберите для вывода ошибки фазового квантования. Если этот флажок установлен, на значке блока отображается порт Qerr.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите флажок Квантовать фазу (Quantize phase).

Выходные параметры

`Output signal` - Выходной сигнал
`Sine` (по умолчанию) | `Cosine` | `Complex exponential` | `Sine and cosine`

Выберите, будет ли блок выводить Sine, Cosine, Complex exponential, или оба Sine and cosine сигналы. При выборе Sine and cosine, два сигнала выводятся на разных портах.

`Sample time` - Период выборки выходных данных
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Когда блок действует как источник, укажите время выборки в секундах как положительный скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, необходимо задать для параметров Источник приращения фазы (Phase increment source) и Источник смещения фазы (Phase offset source) значение Specify via dialog. Когда приращение фазы или фазовое смещение поступают через входной порт блока, время выборки наследуется, и этот параметр не виден.

`Samples per frame` - Выборки на кадр
`1` (по умолчанию) | положительное целое число

Укажите число выборок на кадр как положительное целое число. Когда значение больше единицы, приращение фазы и фазовое смещение могут изменяться от канала к каналу и от кадра к кадру, но они постоянны вдоль каждого канала в данном кадре.

Когда входной порт фазового смещения существует, он имеет тот же статус кадра, что и любой имеющийся выходной порт. Если входной порт с приращением фазы существует, он не поддерживает кадры.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Источник приращения фазы (Phase increment source) и/или Источник смещения фазы (Phase offset source Specify via dialog.

Типы данных

`Rounding mode` - Метод округления
`Floor` (по умолчанию)

Это свойство доступно только для чтения.

Когда вход фиксирован, блок NCO всегда использует режим округления Floor.

`Overflow mode` - Метод переполнения
`Wrap` (по умолчанию)

Это свойство доступно только для чтения.

Когда вход фиксирован, блок NCO всегда использует режим переполнения Wrap.

`Accumulator Word Length` - Длина слова аккумулятора
`16` (по умолчанию) | целое число от 2 до 128

Укажите длину Word для накопителя как положительное целое число от 2 до 128. Тип данных всегда Binary point scaling, и длина дроби всегда 0.

`Output Data Type` - Тип выходных данных
`double` (по умолчанию) | `single` | `Binary point scaling`

Укажите тип данных для вывода блока.

Выбирать double или single для реализации с плавающей запятой.
При выборе Binary point scaling, можно ввести длину слова и длину дроби выходного сигнала в битах.

Примечание

Таблица подстановки для этого блока построена из значений с плавающей запятой двойной точности. Таким образом, максимальная точность, которую вы можете достичь на выходе, составляет 53 бита. Установка в качестве длины слова типа данных Output значений, превышающих 53 бита, не повышает точность вывода.

`Output Word Length` - Длина выходного слова
`16` (по умолчанию) | целое число от 2 до 128

Укажите длину Word для вывода блока как положительное целое число от 2 до 128.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите тип данных для вывода в значение Binary point scaling.

`Output Fraction Length` - Длина выходной фракции
`14` (по умолчанию) | целое число

Укажите длину дроби для вывода блока как скалярное целое число.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите тип данных для вывода в значение Binary point scaling.

Характеристика NCO

Панель Характеристики NCO (NCO Characterization) предоставляет доступные только для чтения сведения о сигнале NCO, реализуемом в настоящее время блоком:

`Number of data points for lookup table` - Количество точек в таблице поиска
нет по умолчанию

Таблица подстановки реализована как четвертьволновая синусоидальная таблица. Количество точек данных таблицы подстановки определяется

$^{2 число квантованных битов-накопителей −} 2$ + 1

Пример: 1025

`Quarter wave sine lookup table size` - Размер таблицы поиска sine для четвертичных волн
нет по умолчанию

Размер таблицы поиска sine для четвертичных волн определяется

$\frac{(количество точек данных для таблицы поиска) \cdot ( длина выходного слова)}{} 8$ байт

Пример: 2050 байт

`Theoretical spurious free dynamic range` - Ложный свободный динамический диапазон
нет по умолчанию

Ложный свободный динамический диапазон (SFDR) рассчитывается следующим образом для таблицы поиска с $^{2P}$ записями:

$\begin{array}{l} SFDR = (а) дБ без d 6P SFDR = ( \\ 6P + 12) дБ с сглаживанием \end{array}$

Пример: 84 dBc

`Frequency resolution` - Частотное разрешение
нет по умолчанию

Частотное разрешение является наименьшим возможным инкрементным изменением частоты и определяется:

$\frac{}{_{}^{}} Δf=1Ts⋅2NHz$

Пример: 15.2588 uHz

Зависимости

Разрешение частоты появляется только в том случае, если для параметров Источник приращения фазы (Phase increment source) и Источник смещения фазы (Phase offset source) задано значение Specify via dialog.

Примеры модели

Цифровой понижающий преобразователь GSM в Simulink

Моделирование стационарного поведения цифрового понижающего преобразователя с фиксированной точкой для преобразования основной полосы частот GSM (Global System for Mobile). В примере модели используются блоки Simulink ® и DSP System Toolbox™ для эмуляции работы цифрового понижающего преобразователя (DDC) TI GC4016 Quad.

Проектирование исходного блока NCO

В этом примере модели показано, как конструировать исходный блок NCO из заданных спецификаций.

Характеристики блока

Типы данных	`fixed point` \| `integer`
Прямой проход	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`no`
Обнаружение пересечения нулей	`no`

Алгоритмы

Блок реализует алгоритм, как показано на следующей схеме:

Реализация осциллятора с числовым управлением (NCO) имеет две отдельные части. Во-первых, фазовый аккумулятор накапливает приращение фазы и добавляет фазовое смещение. На этом этапе также может быть добавлен дополнительный сигнал внутреннего сглаживания. Выход NCO затем вычисляется квантованием результатов секции фазового накопителя и использованием их для выбора значений из таблицы поиска. Поскольку таблица поиска содержит конечный набор записей, в нормальном режиме работы блок NCO позволяет числовым значениям сумматора переполняться и переноситься. Инфраструктура Fixed-Point затем вызывает появление в командной строке предупреждений о переполнении. Это переполнение не имеет последствий.

При требуемом F0 выходной частоты вычислите значение параметра блока приращения фазы с помощью

$приращение фазы = \frac{_{(}^{}}{_{}}$ F0⋅2NFs)

где N - длина слова аккумулятора и

$_{Fs} \frac{=}{_{}} \frac{1Ts}{= 1}$ время выборки

Частотное разрешение NCO определяется

$\frac{}{_{}^{}} Δf=1Ts⋅2NHz$

При требуемом фазовом смещении (в радианах) вычислите параметр блока фазового смещения с помощью

$фаза \frac{^{} offset=2N⋅desired фазовое}{смещение2δ}$

Ложный свободный динамический диапазон (SFDR) оценивается следующим образом для таблицы поиска с $^{2P}$ записями, где P - количество квантованных битов накопителя:

$\begin{array}{l} SFDR = (а) дБ без d 6P SFDR = ( \\ 6P + 12) дБ с сглаживанием \end{array}$

Блок NCO использует метод таблицы четвертьволнового поиска, который хранит значения таблицы от 0 до δ/2. Блок вычисляет другие значения по требованию с использованием типа данных накопителя, затем помещает их в тип выходных данных. Это может привести к эффектам квантования в пределах диапазона данного типа данных. Например, рассмотрим случай, когда вы ожидаете, что значение синусоидальной волны будет -1 при δ. Поскольку значение таблицы поиска в этой точке должно быть вычислено, блок может не получить ровно -1, в зависимости от точности типа данных накопителя и выходного типа.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Созданный код зависит от memcpy или memset функции (string.h) при определенных условиях.

Создание кода HDL
Создание кода Verilog и VHDL для проектов FPGA и ASIC с использованием Coder™ HDL.

HDL Coder™ предоставляет дополнительные опции конфигурации, которые влияют на реализацию HDL и синтезированную логику.

Поддержка HDL для блока NCO будет удалена в следующем выпуске. Вместо этого используйте блок NCO HDL Optimized.

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

На следующей схеме показаны типы данных, используемые в блоке NCO.

Типы данных накопителя и выходных данных можно задать в диалоговом окне блоков, как описано в разделе «Типы данных».
Примечание
Таблица подстановки для этого блока построена из значений с плавающей запятой двойной точности. Таким образом, максимальная точность, которую вы можете достичь на выходе, составляет 53 бита. Установка в качестве длины слова типа данных Output значений, превышающих 53 бита, не повышает точность вывода.
Входы приращения фазы и смещения фазы должны быть целыми числами или типами данных с фиксированной точкой с нулевой длиной дроби.
Количество квантованных битов накопителя задается в параметре Количество квантованных битов накопителя.
Длина слова ошибки фазового квантования равна длине слова накопителя минус количество квантованных битов накопителя, и длина дроби равна нулю.

См. также

Блоки

Цифровой понижающий преобразователь | Цифровой повышающий преобразователь | Синусоидальная волна | Генератор последовательности PN (Панель инструментов связи)

Объекты

dsp.NCO

Представлен до R2006a

Документация

ВОЕННОСЛУЖАЩИЙ СЕРЖАНТСКОГО СОСТАВА

Описание

Порты

Вход

inc - Приращение фазы скаляр | вектор

Зависимости

offset - Фазовое смещение скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Продукция

sin - Синусоидальный выход скаляр | вектор | матрица

Зависимости

cos - Выход косинуса скаляр | вектор | матрица

Зависимости

exp - сложный экспоненциальный скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Qerr - Ошибка фазового квантования скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Параметры

Главный

Phase increment source - Источник значения приращения фазы Specify via dialog | Input port

Зависимости

Phase increment - Значение приращения фазы 100 (по умолчанию) | скаляр | вектор

Зависимости

Phase offset source - Источник фазового смещения Specify via dialog (по умолчанию) | Input port

Phase offset - Значение смещения фазы 0 (по умолчанию) | скаляр | вектор

Зависимости

Add internal dither - Добавить внутреннее рассогласование on (по умолчанию) | off

Number of dither bits - Количество разрядов сглаживания 4 (по умолчанию) | положительное целое число

Зависимости

Quantize phase - Разрешить квантование накопленной фазы on (по умолчанию) | off

Number of quantized accumulator bits - Количество квантованных битов накопителя 12 (по умолчанию) | целочисленный скаляр

Зависимости

Show phase quantization error port - Ошибка выходного квантования off (по умолчанию) | on

Зависимости

Output signal - Выходной сигнал Sine (по умолчанию) | Cosine | Complex exponential | Sine and cosine

Sample time - Период выборки выходных данных 1 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Samples per frame - Выборки на кадр 1 (по умолчанию) | положительное целое число

Зависимости

Типы данных

Rounding mode - Метод округления Floor (по умолчанию)

Overflow mode - Метод переполнения Wrap (по умолчанию)

Accumulator Word Length - Длина слова аккумулятора 16 (по умолчанию) | целое число от 2 до 128

Output Data Type - Тип выходных данных double (по умолчанию) | single | Binary point scaling

Output Word Length - Длина выходного слова 16 (по умолчанию) | целое число от 2 до 128

Зависимости

Output Fraction Length - Длина выходной фракции 14 (по умолчанию) | целое число

Зависимости

Характеристика NCO

Number of data points for lookup table - Количество точек в таблице поиска нет по умолчанию

Quarter wave sine lookup table size - Размер таблицы поиска sine для четвертичных волн нет по умолчанию

Theoretical spurious free dynamic range - Ложный свободный динамический диапазон нет по умолчанию

Frequency resolution - Частотное разрешение нет по умолчанию

Зависимости

Примеры модели

Цифровой понижающий преобразователь GSM в Simulink

Проектирование исходного блока NCO

Характеристики блока

Алгоритмы

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Создание кода HDL Создание кода Verilog и VHDL для проектов FPGA и ASIC с использованием Coder™ HDL.

Преобразование с фиксированной точкой Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.

См. также

Блоки

Объекты

Документация по системной панели инструментов DSP

Поддержка

`inc` - Приращение фазы
скаляр | вектор

`offset` - Фазовое смещение
скаляр | вектор | матрица

`sin` - Синусоидальный выход
скаляр | вектор | матрица

`cos` - Выход косинуса
скаляр | вектор | матрица

`exp` - сложный экспоненциальный
скаляр | вектор | матрица

`Qerr` - Ошибка фазового квантования
скаляр | вектор | матрица

`Phase increment source` - Источник значения приращения фазы
`Specify via dialog` | `Input port`

`Phase increment` - Значение приращения фазы
`100` (по умолчанию) | скаляр | вектор

`Phase offset source` - Источник фазового смещения
`Specify via dialog` (по умолчанию) | `Input port`

`Phase offset` - Значение смещения фазы
`0` (по умолчанию) | скаляр | вектор

`Add internal dither` - Добавить внутреннее рассогласование
`on` (по умолчанию) | `off`

`Number of dither bits` - Количество разрядов сглаживания
`4` (по умолчанию) | положительное целое число

`Quantize phase` - Разрешить квантование накопленной фазы
`on` (по умолчанию) | `off`

`Number of quantized accumulator bits` - Количество квантованных битов накопителя
`12` (по умолчанию) | целочисленный скаляр

`Show phase quantization error port` - Ошибка выходного квантования
`off` (по умолчанию) | `on`

`Output signal` - Выходной сигнал
`Sine` (по умолчанию) | `Cosine` | `Complex exponential` | `Sine and cosine`

`Sample time` - Период выборки выходных данных
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Samples per frame` - Выборки на кадр
`1` (по умолчанию) | положительное целое число

`Rounding mode` - Метод округления
`Floor` (по умолчанию)

`Overflow mode` - Метод переполнения
`Wrap` (по умолчанию)

`Accumulator Word Length` - Длина слова аккумулятора
`16` (по умолчанию) | целое число от 2 до 128

`Output Data Type` - Тип выходных данных
`double` (по умолчанию) | `single` | `Binary point scaling`

`Output Word Length` - Длина выходного слова
`16` (по умолчанию) | целое число от 2 до 128

`Output Fraction Length` - Длина выходной фракции
`14` (по умолчанию) | целое число

`Number of data points for lookup table` - Количество точек в таблице поиска
нет по умолчанию

`Quarter wave sine lookup table size` - Размер таблицы поиска sine для четвертичных волн
нет по умолчанию

`Theoretical spurious free dynamic range` - Ложный свободный динамический диапазон
нет по умолчанию

`Frequency resolution` - Частотное разрешение
нет по умолчанию

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Создание кода HDL
Создание кода Verilog и VHDL для проектов FPGA и ASIC с использованием Coder™ HDL.

Преобразование с фиксированной точкой
Проектирование и моделирование систем с фиксированной точкой с помощью Designer™ с фиксированной точкой.