NCO

Сгенерируйте действительный или объедините синусоидальные сигналы

Библиотека:
DSP System Toolbox / Операции Сигнала
DSP System Toolbox / Источники

Описание

Блок NCO генерирует многоканальное действительное, или объедините синусоидальный сигнал с независимой частотой и фазой в каждом выходном канале. Амплитудой созданного сигнала всегда является 1. Блок NCO поддерживает действительные входные параметры только. Все выходные параметры действительны за исключением выходного сигнала в Complex exponential режим. Для получения дополнительной информации о том, как блок вычисляет выход, см. Алгоритмы.

Чтобы произвести многоканальный выход, задайте векторное количество для параметров Phase offset и Phase increment. Оба параметра должны иметь ту же длину, которая задает количество выходных каналов. Каждый элемент каждого вектора применяется к различному выходному каналу.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`inc` — Шаг фазы
скаляр | вектор

Сигнал шага фазы в виде скаляра с действительным знаком или вектора. Вход должен иметь целочисленный тип данных или тип данных с фиксированной точкой с нулевой дробной длиной. Размерности сигнала шага фазы зависят от того, как вы принимаете решение задать параметр Phase offset:

Когда вы задаете Phase offset на диалоговом окне блока, Phase increment должен быть скаляром или вектором с той же длиной как значение Phase offset. Блок применяет каждый элемент вектора к различному каналу, и поэтому длина вектора задает количество выходных каналов.
Когда вы задаете Phase offset через входной порт, порт offset обрабатывает каждый столбец входа как независимый канал. Длина Phase increment должна равняться количеству столбцов во входе к порту offset.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Phase increment source на Input port.

`offset` — Фаза возмещена
скаляр | вектор | матрица

Смещение фазы сигнализирует в виде скаляра с действительным знаком, вектора или полной матрицы. Вход должен иметь целочисленный тип данных или тип данных с фиксированной точкой с нулевой дробной длиной. Блок обрабатывает каждый столбец входа к порту смещения как независимый канал. Количество каналов в смещении фазы должно совпадать с количеством каналов во вводе данных. Для каждой системы координат входа блок может применить различные смещения фазы к каждой выборке и каналу.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Phase offset source на Input port.

Вывод

развернуть все

`sin` — Sine выход
скаляр | вектор | матрица

Синусоидальный выходной сигнал, заданный как скаляр, вектор или матрица. Можно задать тип данных сигнала с помощью параметра типа данных Output.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Output signal на Sine или Sine and cosine.

Типы данных: single | double | fixed point

`cos` — Cosine выход
скаляр | вектор | матрица

Косинусоидальный выходной сигнал, заданный как скаляр, вектор или матрица. Можно задать тип данных сигнала с помощью параметра Output Data Type.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Output signal на Cosine или Sine and cosine.

Типы данных: single | double | fixed point

`exp` Комплексный экспоненциал
скаляр | вектор | матрица

Комплексная экпонента выход в виде скаляра, вектора или матрицы. Можно задать тип данных сигнала с помощью параметра Output Data Type.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Output signal на Complex exponential.

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

`Qerr` — Ошибка квантования фазы
скаляр | вектор | матрица

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

Зависимости

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

Параметры

развернуть все

Основной

Параметры сумматора фазы

`Phase increment source` — Источник фазы постепенно увеличивает значение
`Specify via dialog` | `Input port`

Выберите, как вы задаете шаг фазы. Шаг фазы может прибыть из входного порта или из параметра диалогового окна.

Если вы выбираете Input port, входной порт inc появляется на значке блока.
Если вы выбираете Specify via dialog, параметр Phase increment появляется.

Зависимости

Когда блок прибывает из библиотеки Signal Operations, значением по умолчанию параметра Phase increment Source является Input port.

Когда блок прибывает из библиотеки Sources, значением по умолчанию параметра Phase increment Source является Specify via dialog.

`Phase increment` — Значение шага фазы
100 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

Задайте шаг фазы как скаляр с целочисленным знаком или вектор. Только целочисленные типы данных, включая типы данных с фиксированной точкой с нулевой дробной длиной, позволены. Размерности шага фазы зависят от тех из смещения фазы:

Когда вы задаете смещение фазы на диалоговом окне блока, шаг фазы должен быть скаляром или вектором с той же длиной как смещение фазы. Блок применяет каждый элемент вектора к различному каналу, и поэтому длина вектора задает количество выходных каналов.
Когда вы задаете смещение фазы через входной порт, порт смещения обрабатывает каждый столбец входа как независимый канал. Длина шага фазы должна равняться количеству столбцов во входе к порту смещения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Phase increment source на Specify via dialog.

`Phase offset source` — Источник фазы возмещен
`Specify via dialog` (значение по умолчанию) | `Input port`

Выберите, как вы задаете смещение фазы. Смещение фазы может прибыть из входного порта или из диалогового окна.

Если вы выбираете Input port, порт offset появляется на значке блока.
Если вы выбираете Specify via dialog, параметр Phase offset появляется.

`Phase offset` — Фаза возместила значение
0 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

Задайте смещение фазы как скаляр с целочисленным знаком или вектор. Только целочисленные типы данных, включая типы данных с фиксированной точкой с нулевой дробной длиной, позволены. Когда вы задаете смещение фазы с помощью этого параметра диалогового окна, это должен быть скаляр или вектор с той же длиной как шаг фазы. Скаляры расширены до вектора с той же длиной как шаг фазы. Каждый элемент вектора смещения фазы применяется к различному каналу входа, и поэтому длина вектора задает количество выходных каналов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Phase offset source на Specify via dialog.

`Add internal dither` — Добавьте внутреннее размывание
`on` (значение по умолчанию) | `off`

Выберите, чтобы добавить внутреннее размывание в алгоритм NCO. Размывание добавляется с помощью PN Sequence Generator (Communications Toolbox) от продукта Communications Toolbox™.

`Number of dither bits` — Количество битов dither
4 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Задайте количество битов dither как положительное целое число.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите флажок Add internal dither.

`Quantize phase` — Включите квантование накопленной фазы
`on` (значение по умолчанию) | `off`

Чтобы включить квантование накопленной фазы, установите этот флажок.

`Number of quantized accumulator bits` — Количество квантованных двоичных разрядов аккумулятора
12 (значение по умолчанию) | целочисленный скаляр

Задайте количество квантованных двоичных разрядов аккумулятора как скалярное целое число, больше, чем одно и меньше, чем размер слова аккумулятора. Это значение определяет количество записей в интерполяционной таблице.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите флажок Quantize phase.

`Show phase quantization error port` — Выведите ошибку квантования
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите, чтобы вывести ошибку квантования фазы. Когда вы устанавливаете этот флажок, порт Qerr появляется на значке блока.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите флажок Quantize phase.

Выходные параметры

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

Выберите, выводит ли блок Sine, CosineКомплексный экспоненциал, или оба Sine and cosine сигналы. Если вы выбираете Sine and cosine, два сигнала выводятся на различных портах.

`Sample time` — Выведите период расчета
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Когда блок будет действовать как источник, задайте шаг расчета в секундах как положительная скалярная величина.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, и Phase increment source и Phase offset source должны быть установлены в Specify via dialog. Когда или шаг фазы или смещение фазы, прибывшее на пути входной порт блока, шаг расчета наследован, и этот параметр не отображается.

`Samples per frame` — Выборки на систему координат
1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Задайте количество отсчетов на систему координат как положительное целое число. Когда значение больше один, шаг фазы и смещение фазы могут варьироваться от канала до канала и от системы координат до системы координат, но они являются постоянными вдоль каждого канала в данной системе координат.

То, когда фаза возместила входной порт, существует, это имеет то же состояние системы координат как любой существующий выходной порт. Когда входной порт шага фазы существует, он не делает опорных рам.

Зависимости

Включить этому набору параметров Phase increment source и/или Phase offset source к Specify via dialog.

Типы данных

`Rounding mode` — Округление метода
`Floor` (значение по умолчанию)

Это свойство доступно только для чтения.

Когда вход является фиксированной точкой, блок NCO всегда использует округляющийся режим Floor.

`Overflow mode` — Метод переполнения
`Wrap` (значение по умолчанию)

Это свойство доступно только для чтения.

Когда вход является фиксированной точкой, блок NCO всегда использует режим переполнения Wrap.

`Accumulator Word Length` — Размер слова аккумулятора
16 (значение по умолчанию) | целое число от 2 до 128

Задайте Word length для Accumulator как положительное целое число от 2 до 128. Data Type всегда является Binary point scaling, и Fraction length всегда является 0.

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

Задайте Data Type для блока Output.

Выберите double или single для реализации с плавающей точкой.
Когда вы выбираете Binary point scaling, можно ввести размер слова и дробная продолжительность выхода в битах.

Примечание

Интерполяционная таблица для этого блока создается из значений с плавающей точкой с двойной точностью. Таким образом максимальная сумма точности, которой можно достигнуть в выходе, составляет 53 бита. Установка размера слова типа данных Output к значениям, больше, чем 53 бита, не улучшает точность вашего выхода.

`Output Word Length` — Выведите размер слова
16 (значение по умолчанию) | целое число от 2 до 128

Задайте Word length для блока Output как положительное целое число от 2 до 128.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Data Type для Output к Binary point scaling.

`Output Fraction Length` — Выведите дробную длину
14 (значение по умолчанию) | целое число

Задайте Fraction length для блока Output как скалярное целое число.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Data Type для Output к Binary point scaling.

Характеристика NCO

Панель NCO Characterization предоставляет вам детали только для чтения о сигнале NCO, в настоящее время реализовываемом блоком:

`Number of data points for lookup table` — Число точек в интерполяционной таблице
никакое значение по умолчанию

Интерполяционная таблица реализована как таблица синуса волны четвертью. Количество точек данных интерполяционной таблицы задано

$2^{количество квантованных двоичных разрядов аккумулятора - 2} + 1$

Пример: 1025

`Quarter wave sine lookup table size` — Размер интерполяционной таблицы синуса волны четверти
никакое значение по умолчанию

Размер интерполяционной таблицы синуса волны четверти задан

$\frac{(number of data points for lookup table) \cdot (output word length)}{8} байты$

Пример: 2 050 байтов

`Theoretical spurious free dynamic range` — Свободный от паразитных составляющих динамический диапазон
никакое значение по умолчанию

Свободный от паразитных составляющих динамический диапазон (SFDR) вычисляется можно следующим образом для интерполяционной таблицы с $2^{P}$ записи:

$\begin{array}{l} S F D R = (6 P) дБ без dither \\ S F D R = (6 P + 12) дБ с dither \end{array}$

Пример: 84 дБн

`Frequency resolution` — Разрешение частоты
никакое значение по умолчанию

Разрешение частоты является самым маленьким инкрементным изменением в частоте и задано:

$Δ f = \frac{1}{T_{s} \cdot 2^{N}} Гц$

Пример: 15.2588 uHz

Зависимости

Разрешение частоты только появляется, когда вы устанавливаете Phase increment source и Phase offset source к Specify via dialog.

Примеры модели

GSM, цифровой вниз конвертер в Simulink

Симулируйте установившееся поведение фиксированной точки, цифровой вниз конвертер для GSM (Глобальная Система для Мобильного) основополосные преобразования. Модель в качестве примера использует блоки из Simulink® и DSP System Toolbox™, чтобы эмулировать работу Цифрового вниз конвертера (DDC) Четверки TI GC4016.

Спроектируйте исходный блок NCO

Этот пример модели показывает, как спроектировать исходный блок NCO из предопределенных технических требований.

Характеристики блока

Типы данных	`fixed point` \| `integer`
Прямое сквозное соединение	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`no`
Обнаружение пересечения нулем	`no`

Алгоритмы

Блок реализует алгоритм как показано в следующей схеме:

Реализация генератора с программным управлением (NCO) имеет две отличных части. Во-первых, аккумулятор фазы накапливает шаг фазы и добавляет в смещении фазы. На этом этапе может также быть добавлен дополнительный внутренний сигнал dither. NCO выход затем вычисляется путем квантования результатов раздела аккумулятора фазы и использования их, чтобы выбрать значения из интерполяционной таблицы. Поскольку интерполяционная таблица содержит конечное множество записей в его режиме normal mode операции, блок NCO позволяет числовым значениям сумматора переполняться и повторяться. Инфраструктура Фиксированной точки затем вызывает предупреждения переполнения появиться на командной строке. Это переполнение не имеет никакого значения.

Учитывая желаемую выходную частоту F ₀, вычислите значение параметров блоков Phase increment с

$p h a s e i n c r e m e n t = (\frac{F_{0} \cdot 2^{N}}{F_{s}})$

где N является размером слова аккумулятора и

$F_{s} = \frac{1}{T_{s}} = \frac{1}{s a m p l e t i m e}$

Разрешение частоты NCO задано

$Δ f = \frac{1}{T_{s} \cdot 2^{N}} Гц$

Учитывая желаемое смещение фазы (в радианах), вычислите параметры блоков Phase offset с

$p h a s e o f f s e t = \frac{2^{N} \cdot d e s i r e d p h a s e o f f s e t}{2 π}$

Свободный от паразитных составляющих динамический диапазон (SFDR) оценивается можно следующим образом для интерполяционной таблицы с $2^{P}$ записи, где P является количеством квантованных двоичных разрядов аккумулятора:

$\begin{array}{l} S F D R = (6 P) дБ без dither \\ S F D R = (6 P + 12) дБ с dither \end{array}$

Блок NCO использует метод интерполяционной таблицы волны четвертью, который хранит табличные значения от 0 до π/2. Блок вычисляет другие значения по требованию с помощью типа данных аккумулятора, затем бросает их в тип выходных данных. Это может привести к эффектам квантования в пределах области значений типа определенных данных. Например, рассмотрите случай, где вы ожидали бы, что значение синусоиды будет –1 в π. Поскольку значение интерполяционной таблицы в той точке должно быть вычислено, блок не может уступить точно –1, в зависимости от точности типов выходных данных и аккумулятора.

Расширенные возможности

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

Сгенерированный код использует memcpy или memset функции (string.h) при определенных обстоятельствах.

Генерация HDL-кода
Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

HDL Coder™ обеспечивает дополнительные параметры конфигурации, которые влияют на реализацию HDL и синтезируемую логику.

Поддержка HDL блока NCO будет удалена в будущем релизе. Используйте блок NCO HDL Optimized вместо этого.

Преобразование фиксированной точки
Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.

Следующая схема показывает типы данных, используемые в блоке NCO.

Можно установить аккумулятор и типы выходных данных в диалоговом окне блока, как обсуждено в Типах данных.
Примечание
Интерполяционная таблица для этого блока создается из значений с плавающей точкой с двойной точностью. Таким образом максимальная сумма точности, которой можно достигнуть в выходе, составляет 53 бита. Установка размера слова типа данных Output к значениям, больше, чем 53 бита, не улучшает точность вашего выхода.
Шаг фазы и входные параметры смещения фазы должны быть целыми числами или типами данных с фиксированной точкой с нулевой дробной длиной.
Вы задаете количество квантованных двоичных разрядов аккумулятора в параметре Number of quantized accumulator bits.
Ошибочный размер слова квантования фазы равен размеру слова аккумулятора минус количество квантованных двоичных разрядов аккумулятора, и дробная длина является нулем.

Смотрите также

Блоки

PN Sequence Generator (Communications Toolbox) | Sine Wave | Digital Down-Converter | Digital Up-Converter

Документация

NCO

Описание

Порты

Входной параметр

inc — Шаг фазы скаляр | вектор

Зависимости

offset — Фаза возмещена скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Вывод

sin — Sine выход скаляр | вектор | матрица

Зависимости

cos — Cosine выход скаляр | вектор | матрица

Зависимости

exp Комплексный экспоненциал скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Qerr — Ошибка квантования фазы скаляр | вектор | матрица

Зависимости

Параметры

Основной

Phase increment source — Источник фазы постепенно увеличивает значение Specify via dialog | Input port

Зависимости

Phase increment — Значение шага фазы100 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

Зависимости

Phase offset source — Источник фазы возмещен Specify via dialog (значение по умолчанию) | Input port

Phase offset — Фаза возместила значение0 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

Зависимости

Add internal dither — Добавьте внутреннее размывание on (значение по умолчанию) | off

Number of dither bits — Количество битов dither4 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Зависимости

Quantize phase — Включите квантование накопленной фазы on (значение по умолчанию) | off

Number of quantized accumulator bits — Количество квантованных двоичных разрядов аккумулятора12 (значение по умолчанию) | целочисленный скаляр

Зависимости

Show phase quantization error port — Выведите ошибку квантования off (значение по умолчанию) | on

Зависимости

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

Sample time — Выведите период расчета1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Samples per frame — Выборки на систему координат1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Зависимости

Типы данных

Rounding mode — Округление метода Floor (значение по умолчанию)

Overflow mode — Метод переполнения Wrap (значение по умолчанию)

Accumulator Word Length — Размер слова аккумулятора16 (значение по умолчанию) | целое число от 2 до 128

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

Output Word Length — Выведите размер слова16 (значение по умолчанию) | целое число от 2 до 128

Зависимости

Output Fraction Length — Выведите дробную длину14 (значение по умолчанию) | целое число

Зависимости

Характеристика NCO

Number of data points for lookup table — Число точек в интерполяционной таблице никакое значение по умолчанию

Quarter wave sine lookup table size — Размер интерполяционной таблицы синуса волны четверти никакое значение по умолчанию

Theoretical spurious free dynamic range — Свободный от паразитных составляющих динамический диапазон никакое значение по умолчанию

Frequency resolution — Разрешение частоты никакое значение по умолчанию

Зависимости

Примеры модели

GSM, цифровой вниз конвертер в Simulink

Спроектируйте исходный блок NCO

Характеристики блока

Алгоритмы

Расширенные возможности

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

Генерация HDL-кода Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

Преобразование фиксированной точки Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.

Смотрите также

Блоки

Объекты

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

`inc` — Шаг фазы
скаляр | вектор

`offset` — Фаза возмещена
скаляр | вектор | матрица

`sin` — Sine выход
скаляр | вектор | матрица

`cos` — Cosine выход
скаляр | вектор | матрица

`exp` Комплексный экспоненциал
скаляр | вектор | матрица

`Qerr` — Ошибка квантования фазы
скаляр | вектор | матрица

`Phase increment source` — Источник фазы постепенно увеличивает значение
`Specify via dialog` | `Input port`

`Phase increment` — Значение шага фазы
100 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

`Phase offset source` — Источник фазы возмещен
`Specify via dialog` (значение по умолчанию) | `Input port`

`Phase offset` — Фаза возместила значение
0 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор

`Add internal dither` — Добавьте внутреннее размывание
`on` (значение по умолчанию) | `off`

`Number of dither bits` — Количество битов dither
4 (значение по умолчанию) | положительное целое число

`Quantize phase` — Включите квантование накопленной фазы
`on` (значение по умолчанию) | `off`

`Number of quantized accumulator bits` — Количество квантованных двоичных разрядов аккумулятора
12 (значение по умолчанию) | целочисленный скаляр

`Show phase quantization error port` — Выведите ошибку квантования
`off` (значение по умолчанию) | `on`

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

`Sample time` — Выведите период расчета
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Samples per frame` — Выборки на систему координат
1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

`Rounding mode` — Округление метода
`Floor` (значение по умолчанию)

`Overflow mode` — Метод переполнения
`Wrap` (значение по умолчанию)

`Accumulator Word Length` — Размер слова аккумулятора
16 (значение по умолчанию) | целое число от 2 до 128

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

`Output Word Length` — Выведите размер слова
16 (значение по умолчанию) | целое число от 2 до 128

`Output Fraction Length` — Выведите дробную длину
14 (значение по умолчанию) | целое число

`Number of data points for lookup table` — Число точек в интерполяционной таблице
никакое значение по умолчанию

`Quarter wave sine lookup table size` — Размер интерполяционной таблицы синуса волны четверти
никакое значение по умолчанию

`Theoretical spurious free dynamic range` — Свободный от паразитных составляющих динамический диапазон
никакое значение по умолчанию

`Frequency resolution` — Разрешение частоты
никакое значение по умолчанию

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

Генерация HDL-кода
Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

Преобразование фиксированной точки
Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.