Величина - угол к комплексу

Преобразование сигнала амплитуды и/или фазового угла в комплексный сигнал

Библиотека:
Операции с симуляцией/математикой
Кодер HDL/Операции с плавающей точкой HDL

Описание

Поддерживаемые операции

Блок Величина (Magnitude) - Угол в комплекс (Angle to Complex) преобразует входы величины и фазового угла в комплексный выход. Угловой ввод должен быть в градусах.

Блок поддерживает следующие комбинации входных размеров при наличии двух входов блока:

Два входа одинаковых размеров
Один скалярный вход, а другой - n-мерный массив

Если вход блока является массивом, то выход является массивом комплексных сигналов. Элементы входного вектора величины отображают на значения соответствующих комплексных выходных элементов. Аналогично, элементы входного вектора угла сопоставляются с углами соответствующих комплексных выходных элементов. Если один вход является скалярным, он отображается на соответствующую составляющую (величину или угол) всех комплексных выходных сигналов.

Влияние входа вне диапазона на аппроксимации CORDIC

При использовании метода аппроксимации CORDIC [1] вход блока для фазового угла имеет следующие ограничения:

Для знаковых типов с фиксированной точкой входной угол должен находиться в диапазоне [-2δ, 2λ) рад.
Для неподписанных типов с фиксированной точкой входной угол должен находиться в диапазоне [0, 2δ) рад.

В следующей таблице приводится сводная информация о том, что происходит для входа вне диапазона:

Использование блоков	Эффект входа вне диапазона
Режимы моделирования	Появится сообщение об ошибке.
Сгенерированный код	Возникает неопределенное поведение.

Убедитесь, что при использовании аппроксимации CORDIC для блока «Величина-угол к комплексу» используется входной сигнал в диапазоне. Избегайте использования неопределенного поведения для созданных режимов кода или ускорителя.

Порты

Вход

развернуть все

`|u|` - Величина
скаляр | вектор | матрица

Величина, заданная как действительный скаляр, вектор или матрица.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Input значение Magnitude and angle.

Ограничения

Если один вход имеет тип данных с плавающей запятой, другой вход должен использовать тот же тип данных. Например, оба сигнала должны быть double или single.
Типы данных с фиксированной точкой поддерживаются только при установке для метода аппроксимации значения CORDIC. Когда один вход имеет тип данных с фиксированной точкой, другой вход также должен иметь тип данных с фиксированной точкой.

`∠u` - фазовый угол Радиана
скаляр | вектор | матрица

Радианский фазовый угол, заданный как действительный скаляр, вектор или матрица. Для вычисления аппроксимации CORDIC входной угол должен быть между:

[-2δ, 2δ) рад, для знаковых типов с фиксированной точкой
[0, 2δ) рад, для неподписанных типов с фиксированной точкой

Дополнительные сведения см. в разделе Влияние входа вне диапазона на приближения CORDIC.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Input значение Magnitude and angle.

Ограничения

Если один вход имеет тип данных с плавающей запятой, другой вход должен использовать тот же тип данных. Например, оба сигнала должны быть double или single.
Типы данных с фиксированной точкой поддерживаются только при установке для метода аппроксимации значения CORDIC. Если один вход имеет тип данных с фиксированной точкой, другой вход также должен иметь тип данных с фиксированной точкой.

`Port_1` - Величина или радианный фазовый угол
скаляр | вектор | матрица

Величина или радианный фазовый угол, заданный как действительный скаляр, вектор или матрица.

При установке для параметра «Ввод» значения Magnitude, вы указываете величину на входном порте и угол в диалоговом окне.
При установке для параметра «Ввод» значения Angle, вы указываете угол на входном порте и величину в диалоговом окне.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите для параметра Input значение Magnitude или Angle.

Продукция

развернуть все

`Port_1` - Комплексный сигнал
скаляр | вектор | матрица

Комплексный сигнал, сформированный из заданной величины и фазового угла.

Типы данных: single | double | fixed point

Параметры

развернуть все

`Input` - Тип ввода
`Magnitude` (по умолчанию) | `Angle` | `Magnitude and angle`

Укажите тип ввода: ввод величины, ввод угла или и то, и другое.

Программное использование

Параметр блока: Input

Текст: символьный вектор

Значения: 'Magnitude' | 'Angle' | 'Magnitude and angle'

По умолчанию: 'Magnitude and angle'

`Angle` - Фазовый угол выхода
`0` (по умолчанию) | действительный скаляр, вектор или матрица

Постоянный фазовый угол выходного сигнала, в ред. Для вычисления аппроксимации CORDIC входной угол должен быть между:

[-2δ, 2δ) рад, для знаковых типов с фиксированной точкой
[0, 2δ) рад, для неподписанных типов с фиксированной точкой

Дополнительные сведения см. в разделе Влияние входа вне диапазона на приближения CORDIC.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Input значение Magnitude.

Программное использование

Параметр блока: ConstantPart

Текст: символьный вектор

Значения: скаляр констант

По умолчанию: '0'

`Magnitude` - Величина выходного сигнала
`0` (по умолчанию) | действительный скаляр, вектор или матрица

Постоянная величина выходного сигнала, заданная как действительный скаляр, вектор или матрица.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Input значение Angle.

Программное использование

Параметр блока: ConstantPart

Текст: символьный вектор

Значения: действительный скаляр, вектор или матрица

По умолчанию: '0'

`Approximation method` - CORDIC или нет
`None` (по умолчанию) | `CORDIC`

Укажите тип аппроксимации для вычисления выходных данных.

Метод аппроксимации	Поддерживаемые типы данных	Когда использовать этот метод
`None` (по умолчанию)	Плавающая точка	Вы хотите использовать алгоритм серии Тейлора по умолчанию.
`CORDIC`	Плавающая и фиксированная точки	Вы хотите быстрый, приблизительный расчет.

При использовании аппроксимации CORDIC выполните следующие инструкции для угла ввода:

Для знаковых типов с фиксированной точкой входной угол должен находиться в диапазоне [-2δ, 2λ) рад.
Для неподписанных типов с фиксированной точкой входной угол должен находиться в диапазоне [0, 2δ) рад.

Блок использует следующие правила распространения типа данных:

Тип данных входного значения величины Метод аппроксимации Тип данных комплексного вывода

Тип данных входного значения величины	Метод аппроксимации	Тип данных комплексного вывода
Плавающая точка	`None` или `CORDIC`	То же, что и на входе
Подпись, фиксированная точка	`CORDIC`	`fixdt`(1, `WL` + 2, `FL`) где `WL` и `FL` - длина слова и длина дроби величины
Неподписанная, фиксированная точка	`CORDIC`	`fixdt`(1, `WL` + 3, `FL`) где `WL` и `FL` - длина слова и длина дроби величины

Плавающая точка

None или CORDIC

То же, что и на входе

Подпись, фиксированная точка

CORDIC

fixdt(1, WL + 2, FL)

где WL и FL - длина слова и длина дроби величины

Неподписанная, фиксированная точка

CORDIC

fixdt(1, WL + 3, FL)

где WL и FL - длина слова и длина дроби величины

Программное использование

Параметр блока: ApproximationMethod

Текст: символьный вектор

Значения: 'None' | 'CORDIC'

По умолчанию: 'None'

`Number of iterations` - Количество итераций для алгоритма CORDIC
`11` (по умолчанию) | положительное целое число, меньшее или равное длине слова ввода с фиксированной точкой

Количество итераций для выполнения алгоритма CORDIC. Диапазон возможных значений зависит от типа данных ввода:

Тип данных входных данных блоков	Значение, которое можно указать
Плавающая точка	Положительное целое число
Фиксированная точка	Положительное целое число, не превышающее длину слова на входе величины или длину слова на входе фазового угла, в зависимости от того, какое значение меньше

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите метод аппроксимации в значение CORDIC.

Программное использование

Параметр блока: NumberOfIterations

Текст: символьный вектор

Значения: положительное целое число, меньшее или равное длине слова ввода с фиксированной точкой

По умолчанию: '11'

`Scale output by reciprocal of gain factor` - Масштабировать реальные и мнимые части комплексного вывода
`on` (по умолчанию) | `off`

Установите этот флажок, чтобы масштабировать действительную и мнимую части комплексного вывода на коэффициент (1/CORDIC gain). Это значение зависит от указанного количества итераций. По мере увеличения числа итераций значение приближается к 1,647.

Этот флажок установлен по умолчанию, что приводит к более точному в числовом отношении результату для сложного вывода. X + iY. Однако масштабирование выходного сигнала добавляет две дополнительные операции умножения, одна для X и один для Y.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите метод аппроксимации в значение CORDIC.

Программное использование

Параметр блока: ScaleReciprocalGainFactor

Текст: символьный вектор

Значения: 'on' | 'off'

По умолчанию: 'on'

`Sample time` - Укажите время выборки в качестве значения, отличного от `-1`
`-1` (по умолчанию) | скаляр | вектор

Укажите время выборки в качестве значения, отличного от -1. Дополнительные сведения см. в разделе Указание времени образца.

Зависимости

Этот параметр не отображается, если для него явно не задано значение, отличное от -1. Дополнительные сведения см. в разделе Блоки, для которых образец времени не рекомендуется.

Программное использование

Параметр блока: SampleTime

Текст: символьный вектор

Значения: скаляр или вектор

По умолчанию: '-1'

Примеры модели

Construct Complex Signal from Magnitude and Phase Angle

Создание комплексного сигнала из величины и фазового угла

Используйте блок «Величина-угол к комплексу» для построения сигнала с комплексными значениями.

Открыть модель

Характеристики блока

Типы данных	`double` \| `single`
Прямой проход	`yes`
Многомерные сигналы	`yes`
Сигналы переменного размера	`yes`
Обнаружение пересечения нулей	`no`

Подробнее

развернуть все

CORDIC

CORDIC - аббревиатура от COORDinate Rotation DIgital Computer. Алгоритм CORDIC на основе ротации Givens является одним из наиболее аппаратных алгоритмов, поскольку требует только итеративных операций добавления сдвига (см. Ссылки). Алгоритм CORDIC устраняет необходимость в явных множителях. С помощью CORDIC можно вычислить различные функции, такие как синус, косинус, синус дуги, косинус дуги, касательная дуги и величина вектора. Этот алгоритм можно также использовать для функций деления, квадратного корня, гиперболических и логарифмических функций.

Увеличение числа итераций CORDIC может дать более точные результаты, но это увеличивает затраты на вычисления и увеличивает задержку.

Ссылки

[1] Вольдер, Джек Э., «Методика тригонометрических вычислений CORDIC». IRE Transactions on Electronic Computers EC-8 (1959); 330–334.

[2] Андрака, Рэй «Обзор алгоритма CORDIC для компьютеров на основе FPGA». Материалы шестого Международного симпозиума ACM/SIGDA 1998 года по полевым программируемым цепям. 22-24 февраля (1998): 191–200.

[3] Вальтер, J.S., «Единый алгоритм элементарных функций», Труды весенней совместной компьютерной конференции, 18-20 мая 1971: 379-386.

[4] Шелин, Чарльз В., «Вычислительная функция аппроксимация», Американский математический месяц 90, № 5 (1983): 317-325.

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.

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

Архитектура HDL

Этот блок имеет многоцикловые реализации, которые вводят дополнительную задержку в генерируемый код. Чтобы увидеть добавленную задержку, просмотрите созданную модель или модель проверки. См. раздел Сгенерированная модель и модель проверки (кодер HDL).

Конфигурация блоков с дополнительной задержкой	Количество дополнительных циклов
Метод аппроксимации: `CORDIC`	Количество итераций + 1

Свойства блока HDL

ConstrainedOutputPipeline	Количество регистров для размещения на выходах путем перемещения существующих задержек в рамках проекта. Распределенная конвейерная обработка не перераспределяет эти регистры. Значение по умолчанию: `0`. Дополнительные сведения см. в разделе ConstrainedOutputPipeline (кодер HDL).
InputPipeline	Количество входных ступеней трубопровода для вставки в сформированный код. Распределенная конвейерная обработка и конвейерная обработка с ограниченным выходом могут перемещать эти регистры. Значение по умолчанию: `0`. Дополнительные сведения см. в разделе InputPipeline (кодер HDL).
OutputPipeline	Количество выходных ступеней трубопровода для вставки в сформированный код. Распределенная конвейерная обработка и конвейерная обработка с ограниченным выходом могут перемещать эти регистры. Значение по умолчанию: `0`. Дополнительные сведения см. в разделе Выходной конвейер (кодер HDL).

Ограничения

Блок Magnitude-Angle to Complex поддерживает генерацию кода HDL при установке для метода аппроксимации значения CORDIC.

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

Блок Magnitude-Angle to Complex поддерживает фиксированные и базовые целочисленные типы данных при установке для метода аппроксимации значения CORDIC.

См. также

От комплекса до величины - угол | Комплекс для реального Imag | От Real-Imag до Complex

Документация

Величина - угол к комплексу

Описание

Поддерживаемые операции

Влияние входа вне диапазона на аппроксимации CORDIC

Порты

Вход

|u| - Величина скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Ограничения

∠u - фазовый угол Радиана скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Ограничения

Port_1 - Величина или радианный фазовый угол скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Продукция

Port_1 - Комплексный сигнал скаляр | вектор | матрица

Параметры

Input - Тип ввода Magnitude (по умолчанию) | Angle | Magnitude and angle

Программное использование

Angle - Фазовый угол выхода 0 (по умолчанию) | действительный скаляр, вектор или матрица

Зависимости

Программное использование

Magnitude - Величина выходного сигнала 0 (по умолчанию) | действительный скаляр, вектор или матрица

Зависимости

Программное использование

Approximation method - CORDIC или нет None (по умолчанию) | CORDIC

Программное использование

Number of iterations - Количество итераций для алгоритма CORDIC 11 (по умолчанию) | положительное целое число, меньшее или равное длине слова ввода с фиксированной точкой

Зависимости

Программное использование

Scale output by reciprocal of gain factor - Масштабировать реальные и мнимые части комплексного вывода on (по умолчанию) | off

Зависимости

Программное использование

Sample time - Укажите время выборки в качестве значения, отличного от -1 -1 (по умолчанию) | скаляр | вектор

Зависимости

Программное использование

Примеры модели

Создание комплексного сигнала из величины и фазового угла

Характеристики блока

Подробнее

CORDIC

Ссылки

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

Темы

Документация Simulink

Поддержка

`|u|` - Величина
скаляр | вектор | матрица

`∠u` - фазовый угол Радиана
скаляр | вектор | матрица

`Port_1` - Величина или радианный фазовый угол
скаляр | вектор | матрица

`Port_1` - Комплексный сигнал
скаляр | вектор | матрица

`Input` - Тип ввода
`Magnitude` (по умолчанию) | `Angle` | `Magnitude and angle`

`Angle` - Фазовый угол выхода
`0` (по умолчанию) | действительный скаляр, вектор или матрица

`Magnitude` - Величина выходного сигнала
`0` (по умолчанию) | действительный скаляр, вектор или матрица

`Approximation method` - CORDIC или нет
`None` (по умолчанию) | `CORDIC`

`Number of iterations` - Количество итераций для алгоритма CORDIC
`11` (по умолчанию) | положительное целое число, меньшее или равное длине слова ввода с фиксированной точкой

`Scale output by reciprocal of gain factor` - Масштабировать реальные и мнимые части комплексного вывода
`on` (по умолчанию) | `off`

`Sample time` - Укажите время выборки в качестве значения, отличного от `-1`
`-1` (по умолчанию) | скаляр | вектор

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.