Входные сигналы PRBS
Псевдослучайная двоичная последовательность (PRBS) является периодическим, детерминированным сигналом с белошумоподобными свойствами, который смещается между двумя значениями. Сигнал PRBS по своей сути периодичен с максимальной длиной периода 2n-1, где n является порядком PRBS.
Можно использовать входной сигнал PRBS для оценки частотной характеристики в командной строке или в Model Linearizer. Алгоритм оценки вводит сигнал PRBS в входную точку анализа, которую вы задаете для оценки, и измеряет ответ в выходной точке анализа. Сигналы PRBS полезны для оценки частотных характеристик для приложений связи и силовой электроники.
Используя входные сигналы PRBS, можно:
Уменьшите общее время оценки по сравнению с использованием входных сигналов sinestream, получая при этом сопоставимые результаты оценки.
Получите более быструю оценку частотной характеристики с более высоким разрешением частоты, чем с использованием щебета-входных сигналов.
Когда вы создаете свой входной сигнал PRBS, задайте следующие параметры.
Амплитуда сигнала - область значений пик-пик сигнала.
Шаг расчета - Установите шаг расчета, чтобы соответствовать шагу расчета в сигналах, которые соответствуют входу и выходным точкам линейного анализа.
Порядок сигнала - Максимальная длина сигнала PRBS 2n-1, где n является порядком сигнала.
Количество периодов - Количество периодов, Np в сигнале PRBS.
При определении параметров сигнала PRBS примите к сведению следующее:
Установите амплитуду так, чтобы система была правильно возбуждена для вашего приложения. Если амплитуда входа слишком велика, сигнал может отклоняться слишком далеко от рабочей точки модели. Если амплитуда входа слишком мала, сигнал PRBS неотличим от шума и рябей в вашей модели.
Для заданного шага расчета, чтобы увеличить разрешение в низкочастотной области значений, увеличьте порядок сигнала PRBS.
Для большинства приложений оценки частотной характеристики используйте один период. Это создает плоскую частотную характеристику в частотной области значений сигнала.
Частотная область значений сгенерированного сигнала PRBS [Fmin, Fmax], где и . FN - частота Найквиста сигнала.
Можно также создать сигнал PRBS с параметрами, основанными на динамике линейной системы, sys. Например, если у вас есть точная линеаризация системы, можно использовать ее, чтобы инициализировать параметры.
Когда вы устанавливаете параметры PRBS с помощью линейной системы, амплитуда сигнала 0.05 и количество периодов 1. Чтобы задать шаг расчета и порядок сигнала, программное обеспечение сначала выбирает частотную область значений сигнала [Fmin, Fmax], основанный на динамике sys.
Если sys является системой в дискретном времени, затем:
Шаг расчета PRBS равен шагу расчета
sys.Порядок PRBS следующий, где
⌈.⌉является оператором потолка.
Если sys является системой непрерывного времени, тогда:
Шаг расчета PRBS:
Порядок PRBS следующий, где
⌊.⌋- оператор пола.
Создайте сигналы PRBS, используя Model Linearizer
В Model Linearizer, чтобы использовать входной сигнал PRBS для оценки, на вкладке Estimation, выберите Input Signal > PRBS Pseudorandom Binary Sequence.
В диалоговом окне Create PRBS input укажите имя объекта сигнала PRBS в Variable Name. Затем можно задать параметры входного сигнала PRBS с помощью следующих полей.
Amplitude - Амплитуда сигнала
Sample time - Шаг расчета
Number of periods - Количество периодов
Signal order - Порядок сигнала
Можно также автоматически определить Number of periods и Signal order параметров на основе интересующей частотной области значений. Автоматическое определение параметра помогает создать входной сигнал, который приводит к точной частотной характеристике в заданной частотной области значений.
Чтобы определить параметры автоматически, сначала установите параметр Шага расчета, чтобы соответствовать шагу расчета в точке ввода сигналов. Затем укажите интересующую область значений частот в рад/с с помощью параметров Min и Max, а затем нажмите Compute parameters.
Кроме того, вы можете:
Используйте параметр One sample per clock period, чтобы определить, остается ли сигнал постоянным в течение одной выборки за тактовый интервал или нескольких выборок за тактовый интервал. Используйте этот параметр, если у вас есть Number of periods > 1. По умолчанию эта опция включена, и сгенерированный сигнал является постоянным для одной выборки. Когда вы отключаете эту опцию, сгенерированный сигнал является постоянным для заданного количества выборок.
Используйте параметр Perform window-based filtering to improve estimation results для применения оконной фильтрации Ханна, которая дает более плавный результат оценки частотной характеристики.
Создайте сигналы PRBS, используя код MATLAB
Чтобы создать сигнал PRBS для оценки в командной строке с frestimate, использовать frest.PRBS объект.
Улучшите результат частотной характеристики на низких частотах
Чтобы улучшить результат оценки частотной характеристики на низких частотах, можно использовать другой шаг расчета, отличное от шага расчета в исходной модели. Для этого измените модель, чтобы использовать блок Constant в входной точке анализа и блок Rate Transition в выходной точке анализа.
Для блока Constant и блока Rate Transition задайте новый шаг расчета для сигнала PRBS, которое больше, чем исходный шаг расчета модели.
Способность изменять шаг расчета входного сигнала PRBS обеспечивает дополнительную степень свободы в процессе оценки частотной характеристики. При помощи большего шага расчета, чем в исходной модели, можно получить результат оценки частотной характеристики более высокого разрешения в низкочастотной области значений. Кроме того, выполнение оценки с меньшей частотой дискретизации снижает требования к обработке при развертывании на оборудовании.