Псевдослучайная двоичная последовательность (PRBS) - это периодический, детерминированный сигнал с бело-шумоподобными свойствами, который сдвигается между двумя значениями. Сигнал PRBS является по своей природе периодическим с максимальной длительностью периода 2n-1, где n - порядок PRBS.
Входной сигнал PRBS можно использовать для оценки частотного отклика в командной строке или в линеаризаторе модели. Алгоритм оценки вводит сигнал PRBS во входную точку анализа, заданную для оценки, и измеряет отклик в выходной точке анализа. Сигналы PRBS полезны для оценки частотных откликов для систем связи и силовой электроники.
Используя входные сигналы PRBS, можно:
Уменьшение общего времени оценки по сравнению с использованием входных сигналов синестрима при получении сопоставимых результатов оценки.
Получение более быстрой оценки частотной характеристики с более высоким частотным разрешением, чем использование входных сигналов частотной частоты.
При создании входного сигнала PRBS задайте следующие параметры.
Амплитуда сигнала - пиковый диапазон сигнала.
Время выборки (Sample time) - задает время выборки, соответствующее времени выборки в сигналах, соответствующих входным и выходным точкам линейного анализа.
Порядок сигнала - максимальная длина сигнала PRBS составляет 2n-1, где n - порядок сигнала.
Количество периодов - количество периодов Np в сигнале PRBS.
При определении параметров сигнала PRBS необходимо учитывать следующее:
Установите такую амплитуду, чтобы система была правильно возбуждена для вашего приложения. Если входная амплитуда слишком велика, сигнал может отклоняться слишком далеко от рабочей точки модели. Если входная амплитуда слишком мала, сигнал PRBS неотличим от шума и пульсаций в модели.
В течение заданного времени выборки для увеличения разрешения в низкочастотном диапазоне увеличьте порядок сигнала PRBS.
Для большинства приложений оценки частотной характеристики используйте один период. Это создает плоскую частотную характеристику в диапазоне частот сигнала.
Частотный диапазон генерируемого сигнала PRBS составляет [Fmin, Fmax], где 2/2n − Fmax = FN. FN - частота Найквиста сигнала.
Также можно создать сигнал PRBS с параметрами на основе динамики линейной системы, sys. Например, при наличии точной линеаризации системы ее можно использовать для инициализации параметров.
При установке параметров PRBS с помощью линейной системы амплитуда сигнала равна 0.05 и количество периодов равно 1. Чтобы установить время выборки и порядок сигнала, программное обеспечение сначала выбирает диапазон частот сигнала, [Fmin, Fmax], основываясь на динамике sys.
Если sys является дискретно-временной системой, то:
Время выборки PRBS равно времени выборки sys.
Порядок PRBS следующий, где ⌈.⌉ является оператором потолка.
2) ⌉
Если sys является системой непрерывного времени, то:
Время выборки PRBS равно
Порядок PRBS следующий, где ⌊.⌋ является оператором этажа.
2) ⌋
В линеаризаторе модели, чтобы использовать входной сигнал PRBS для оценки, на вкладке Оценка (Estimation) выберите Входной сигнал (Input Signal) > Псевдослучайная двоичная последовательность PRBS (PRBS Pseudorandom Binary Sequence).
В диалоговом окне «Создание входных данных PRBS» укажите имя объекта сигнала PRBS в поле «Имя переменной». Затем можно указать параметры входного сигнала PRBS с помощью следующих полей.
Амплитуда - амплитуда сигнала
Время выборки - Время выборки
Количество периодов - количество периодов
Порядок сигналов - порядок сигналов
Можно также автоматически определить параметры Количество периодов и Порядок сигналов на основе интересующего диапазона частот. Автоматическое определение параметров помогает создать входной сигнал, который приводит к точной частотной характеристике в заданном диапазоне частот.
Для автоматического определения параметров сначала задайте параметр Sample time (Время выборки), соответствующий времени выборки в точке ввода сигнала. Затем укажите интересующий диапазон частот в рад/с с помощью параметров Мин (Min) и Макс (Max), а затем щелкните Вычислить параметры (Compute parameters).
Кроме того, можно:
Параметр One sample per clock period используется для указания того, остается ли сигнал постоянным для одной выборки за тактовый период или для нескольких выборок за тактовый период. Используйте этот параметр, если имеется число периодов > 1. По умолчанию эта опция включена, и генерируемый сигнал является постоянным для одной выборки. При отключении этой опции генерируемый сигнал является постоянным для указанного количества выборок.
Используйте фильтрацию на основе окна (Perform window-based filtering), чтобы улучшить параметр результатов оценки, чтобы применить фильтрацию на основе окна Ханна, которая дает более плавный результат оценки частотной характеристики.
Создание сигнала PRBS для оценки в командной строке с frestimate, используйте frest.PRBS объект.
Чтобы улучшить результат оценки частотной характеристики на низких частотах, можно использовать другое время выборки, отличное от времени выборки в исходной модели. Для этого измените модель, чтобы использовать блок Константа (Constant) во входной точке анализа и блок Переход скорости (Rate Transition) в выходной точке анализа.
Для блока Константа (Constant) и блока Скорость перехода (Rate Transition) укажите новое время выборки для сигнала PRBS, превышающее время исходной выборки модели.
Возможность изменения времени выборки входного сигнала PRBS обеспечивает дополнительную степень свободы в процессе оценки частотного отклика. Используя большее время выборки, чем в исходной модели, можно получить результат оценки частотной характеристики с более высоким разрешением в низкочастотном диапазоне. Кроме того, выполнение оценки при более низкой частоте дискретизации снижает требования к обработке при развертывании на аппаратном обеспечении.