Chirp

Сгенерируйте частотно-модулированный косинус (щебет) сигнал

Библиотека:
DSP System Toolbox / Источники

Описание

Блок Chirp выводит частотно-модулированный косинус (щебет) сигнал с единицей амплитудная и непрерывная фаза. Чтобы задать желаемый выход щебечут сигнал, необходимо задать его мгновенную функцию частоты, также известную как выходную развертку частоты. Развертка частоты может быть линейной, квадратичной, или логарифмической, и повторения один раз в Sweep time по умолчанию. Для описания алгоритмов, используемых блоком Chirp, см. Алгоритмы.

Порты

Вывод

развернуть все

`Port_1` — Частотно-модулированный косинус (щебет) сигнал
скаляр | вектор

Частотно-модулированный косинус (щебет) сигнал. В Linear, Logarithmic, и Quadratic режимы (установленный параметром Frequency sweep), блок выводит частотно-модулированный косинус с мгновенными значениями частоты, заданными параметрами времени и частотой. В Swept cosine режим, блок выводит частотно-модулированный косинус с линейной мгновенной выходной частотой, которая может отличаться от того, заданного параметрами времени и частотой.

Для получения дополнительной информации о том, как блок вычисляет выход, см. Алгоритмы.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

`Frequency sweep` — Тип развертки частоты
`Linear` (значение по умолчанию) | `Swept cosine` | `Logarithmic` | `Quadratic`

Тип выхода мгновенная развертка частоты, _fi (t): Linear, Logarithmic, Quadratic, или Swept cosine. Для получения дополнительной информации смотрите Формирование Развертки Частоты и Алгоритмов.

Ограничения

Когда это необходимо, линейно развернутый сигнал щебета, мы рекомендуем, чтобы вы использовали Linear развертка частоты. Хотя Swept cosine развертка частоты также дает к линейно развернутому сигналу щебета, выход может иметь неожиданное содержимое частоты.

Развернутым значением развертки косинуса в Target time является не обязательно Target frequency. Это вызвано тем, что заданная пользователями развертка не является фактической разверткой частоты развернутого косинуса выход, как отмечено в Выходном Методе Расчета для Развернутой Развертки Частоты Косинуса. См. таблицу Instantaneous Frequency Sweep Values для фактического значения развернутой развертки косинуса в Target time.
В режиме Swept cosine не устанавливайте параметры так, чтобы 1/Tsw очень был больше значений параметров Target frequency и Initial frequency. В таких случаях фактическое содержимое частоты развернутой развертки косинуса может быть ближе к 1/Tsw, далеко превысив значения параметров Target frequency и Initial frequency.

`Sweep mode` — Режим Sweep
`Unidirectional` (значение по умолчанию) | `Bidirectional`

Параметр Sweep mode определяет, однонаправлена ли ваша развертка или двунаправлена, который влияет на форму вашей выходной развертки частоты (см. Формирование Развертки Частоты). Следующая таблица описывает характеристики однонаправленных и двунаправленных разверток.

Разверните установки параметров режима	Разверните характеристики
`Unidirectional`	Длится один Sweep time, _Tsw Повторения один раз в _Tsw
`Bidirectional`	Длится дважды Sweep time, 2_Tsw Повторения один раз в 2_Tsw Первая половина идентична своему однонаправленному дубликату. Вторая половина является зеркальным отображением первой половины.

Следующая схема иллюстрирует линейную развертку в обоих режимах развертки. Для получения информации об устанавливании значений частоты в вашей развертке смотрите Устанавливающие Мгновенные Значения Развертки Частоты.

`Initial frequency (Hz)` — Начальная частота
1000 (значение по умолчанию) | скаляр

Для Linear, Quadratic, и Swept cosine развертки, начальная частота, f ₀, выхода щебечут сигнал. Можно задать Initial frequency (Hz) как скаляр, больше, чем или равный нулю. Для Logarithmic развертки, Initial frequency является тем меньше, чем фактическая начальная частота развертки. Кроме того, когда разверткой является Logarithmic, необходимо установить Initial frequency быть меньше Target frequency.

Для получения дополнительной информации смотрите Устанавливающие Мгновенные Значения Развертки Частоты.

Настраиваемый: да

`Target frequency (Hz)` — Целевая частота
4000 (значение по умолчанию) | скаляр

Для Linear, Quadratic, и Logarithmic развертки, мгновенная частота, _fi (_tg), выхода в Target time, _tg. Можно задать Target frequency (Hz) как скаляр, больше, чем или равный нулю. Для Swept cosine развертка, Target frequency является мгновенной частотой выхода в половине Target time, _tg/2. Когда Frequency sweep является Logarithmic, необходимо установить Target frequency быть больше Initial frequency.

Для получения дополнительной информации смотрите Устанавливающие Мгновенные Значения Развертки Частоты.

Настраиваемый: да

`Target time (s)` — Целевое время развертки
1 (значение по умолчанию) | скаляр

Для Linear, Quadratic, и Logarithmic развертки, время, _tg, в котором развертка достигает Target frequency, _fi (_tg). Для Swept cosine развертка, Target time является временем, в которое развертка достигает 2_fi (_tg) - _f0. Target time должен быть скаляром, который больше или равен нулю, и меньше чем или равен Sweep time , $T_{s w} \geq t_{g}$ .

Для получения дополнительной информации смотрите Устанавливающие Мгновенные Значения Развертки Частоты.

Настраиваемый: да

`Sweep time (s)` — Разверните время
1 (значение по умолчанию) | скаляр

В Unidirectional Sweep mode, Sweep time, _Tsw, является периодом выходной развертки частоты. В Bidirectional Sweep mode, Sweep time является половиной периода выходной развертки частоты. Sweep time должен быть скаляром, который больше или равен Target time, $T_{s w} \geq t_{g}$ .

Настраиваемый: да

`Initial phase (rad)` — Начальная фаза косинуса выводится
0 (значение по умолчанию) | скаляр

Фаза, $ϕ_{0}$ , из косинуса выход в t =0; $y_{c h i r p} (t) = \cos (ϕ_{0})$ . Можно задать Initial phase (rad) как скаляр, который больше или равен нулю.

Настраиваемый: да

`Sample time` — Выведите период расчета
1/8000 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Период расчета, _Ts, выхода. Выходным периодом системы координат является _Mo _Ts, где _Mo является количеством отсчетов на систему координат.

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

Количество отсчетов, _Mo, чтобы буферизовать в каждый выход структурирует в виде положительного целочисленного скаляра.

`Output data type` — Тип выходных данных
`Double` (значение по умолчанию) | `Single`

Тип данных выхода в виде одинарной точности или двойной точности.

Примеры модели

Streaming Power Spectrum Estimation Using Welch's Method

Потоковая передача оценки спектра мощности Используя метод валлийцев

Используйте метод валлийцев усредненной модифицированной периодограммы, чтобы оценить спектр мощности.

Двунаправленная линейная развертка

В этом примере модели блок Chirp выводит двунаправленный, линейно развернутый сигнал щебета, который отображен Time Scope и Спектром Анализатор.

Однонаправленная линейная развертка

В этом примере модели блок Chirp выводит однонаправленный, линейно развернутый сигнал щебета. Time Scope отображает вывод сигнала во временном интервале и Спектре, Анализатор отображает спектрограмму в частотном диапазоне.

When Sweep Time Is Greater than Target Time

Когда время развертки больше целевого времени

Этот пример модели показывает неожиданное поведение, которое может возникнуть в блоке Chirp, когда время Развертки больше Целевого времени. Time Scope отображает вывод сигнала и Спектр, Анализатор отображает спектрограмму в частотном диапазоне.

Развернитесь с отрицательными частотами

В этом примере модели блок Chirp выводит сигнал щебета, содержащий отрицательные частоты. Time Scope отображает вывод сигнала во временном интервале и Спектр, Анализатор отображает спектрограмму в частотном диапазоне.

Искаженная развертка

В этом примере модели блок Chirp выводит искаженную развертку.

Характеристики блока

Типы данных	`double` \| `single`
Прямое сквозное соединение	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`no`
Обнаружение пересечения нулем	`no`

Больше о

развернуть все

Формирование развертки частоты

Вы управляете основной формой выхода мгновенная развертка частоты, _fi (t), с помощью параметров Sweep mode и Frequency sweep.

Параметры для установки формы развертки	Возможная установка	Описание параметра
Frequency sweep	Линейный Квадратичный Логарифмический Развернутый косинус	Определяет, варьируются ли частоты развертки линейно, квадратично, или логарифмически. Линейный и развернутый косинус развертывается, оба варьируются линейно.
Sweep mode	Однонаправленный Двунаправленный	Определяет, однонаправлена ли развертка или двунаправлена. Для получения дополнительной информации смотрите режим Sweep

Параметры для установки формы развертки

Возможная установка

Описание параметра

Frequency sweep

Линейный

Квадратичный

Логарифмический

Развернутый косинус

Определяет, варьируются ли частоты развертки линейно, квадратично, или логарифмически. Линейный и развернутый косинус развертывается, оба варьируются линейно.

Sweep mode

Однонаправленный

Двунаправленный

Определяет, однонаправлена ли развертка или двунаправлена. Для получения дополнительной информации смотрите режим Sweep

Следующая схема иллюстрирует возможные формы развертки частоты, которую можно получить путем установки параметров Sweep mode и Frequency sweep.

Для получения информации о том, как установить значения частоты в вашей развертке, смотрите Устанавливающие Мгновенные Значения Развертки Частоты.

Устанавливание мгновенных значений развертки частоты

Установите следующие параметры, чтобы настроить значения частоты вашей выходной развертки частоты.

Initial frequency (Гц), _f0
Target frequency (Гц), _fi (_tg)
Target time (секунды), _tg

Следующая таблица обобщает значения развертки в конкретные моменты времени для всех настроек Frequency sweep. Для получения информации об использованных для расчета значениях развертки формул в других случаях, см. Алгоритмы.

Мгновенные значения развертки частоты

Развертка частоты	Разверните значение в t = 0	Разверните значение в t = _{t g}	Время, когда значение развертки является целевой частотой, _{f i} (_{t g} )
Линейный	_f0	_fi (_tg)	_tg
Квадратичный	_f0	_fi (_tg)	_tg
Логарифмический	_f0	_fi (_tg)	_tg
Развернутый косинус	_f0	_2fi (_tg) - _f0	_tg /2

Алгоритмы

развернуть все

Блок Chirp использует одну из двух формул, чтобы вычислить блок выход, в зависимости от установки параметра Frequency Sweep. Для получения дополнительной информации смотрите следующие разделы.

Уравнения для Выходного расчета

Следующая таблица показывает уравнения, используемые блоком, чтобы вычислить заданную пользователями выходную развертку частоты, _fi (t), блок выход, _ychirp (t) и фактическая выходная развертка частоты, _fi(actual) (t). Единственное время заданная пользователями развертка не является фактической выходной разверткой, - когда параметр Frequency sweep устанавливается на Swept cosine.

Примечание

Следующие уравнения применяются только к однонаправленным разверткам в который _fi (0) <_fi (_tg). Чтобы вывести уравнения для других случаев, исследуйте следующую таблицу и схему в Формировании Развертки Частоты.

Таблица уравнений, используемых блоком, содержит следующие переменные:

f _i (t) — заданная пользователями развертка частоты
_fi(actual) (t) — фактическая выходная развертка частоты, обычно равняйтесь _fi (t)
yt блок Chirp выводится
$ψ (t)$ — фаза сигнала щебета, где $ψ (0) = 0$ , и $2 π f_{i} (t)$ производная фазы
$f_{i} (t) = \frac{1}{2 π} \cdot \frac{d ψ (t)}{d t}$
$ϕ_{0}$ — значение параметров Initial phase, где $y_{c h i r p} (0) = \cos (ϕ_{0})$

Уравнения для однонаправленных положительных разверток

Развертка частоты	Блокируйте Выходной сигнал щебета	Заданная пользователями развертка частоты, _{f i} (t)	$β$	Фактическая развертка частоты, _{f i(actual)} (t)
`Linear`	$y (t) = \cos (ψ (t) + ϕ_{0})$	$f_{i} (t) = f_{0} + β t$	$β = \frac{f_{i} (t_{g}) - f_{0}}{t_{g}}$	$f_{i} {_{(a c t u a l)}}^{(t)} = f_{i}^{(t)}$
`Quadratic`	То же самое как `Linear`	$f_{i} (t) = f_{0} + β t^{2}$	$β = \frac{f_{i} (t_{g}) - f_{0}}{t_{g}^{2}}$	$f_{i} {_{(a c t u a l)}}^{(t)} = f_{i}^{(t)}$
`Logarithmic`	То же самое как `Linear`	$F_{i} (t) = f_{0} {(\frac{f_{i} (t_{g})}{f_{0}})}^{\frac{t}{t_{g}}}$ Где f _i (t _g)> f _0> 0	N/A	$f_{i (a c t u a l)} (t) = f_{i} (t)$
`Swept cosine`	$y (t) = \cos (2 π f_{i} (t) t + ϕ_{0})$	То же самое как `Linear`	То же самое как `Linear`	$f_{i (a c t u a l)} (t) = f_{i} (t) + β t$

Выведите метод расчета для линейных, квадратичных, и логарифмических разверток частоты

Производная фазы функции щебета дает мгновенную частоту функции щебета. Блок Chirp использует этот принцип, чтобы вычислить щебет выход, когда параметр Frequency Sweep устанавливается на Linear, Quadratic, или Logarithmic.

$y_{c h i r p} (t) = \cos (ψ (t) + ϕ_{0})$	Линейный, квадратичный, или логарифмический щебет сигнализирует с фазой $ψ (t)$
$f_{i} (t) = \frac{1}{2 π} \cdot \frac{d ψ (t)}{d t}$	Производная фазы является мгновенной частотой

Например, если вы хотите сигнал щебета с линейной мгновенной разверткой частоты, устанавливаете параметр Frequency Sweep на Linear, и настройте линейные значения развертки путем установки других параметров соответственно. Блок выводит сигнал щебета, производная фазы которого является заданной линейной разверткой. Это гарантирует, что мгновенная частота выхода является линейной разверткой, которой вы желали. Для уравнений, описывающих линейные, квадратичные, и логарифмические развертки, смотрите уравнения для Выходного Расчета.

Выведите метод расчета для развернутой развертки частоты косинуса

Чтобы сгенерировать развернутый сигнал щебета косинуса, блок устанавливает развернутый щебет косинуса выход можно следующим образом.

$y_{c h i r p} (t) = \cos (ψ (t) + ϕ_{0}) = \cos (2 π f_{i} (t) t + ϕ_{0})$

Развернутый щебет косинуса выход (Мгновенное уравнение частоты, не содержит.)

Мгновенное уравнение частоты, показанное в Выходном Методе Расчета для Линейных, Квадратичных, и Логарифмических Разверток Частоты, не содержит для развернутого щебета косинуса, таким образом, пользовательская развертка частоты, _fi (t), не является фактической выходной разверткой частоты, _fi(actual) (t), развернутого щебета косинуса. Таким образом, развернутый косинус, выход не может вести себя, как вы ожидаете. Чтобы узнать больше о развернутом поведении щебета косинуса, смотрите, что Частота развертывается описанный для параметра Frequency sweep и уравнений для Выходного Расчета.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Представлено до R2006a

Документация

Chirp

Описание

Порты

Вывод

Port_1 — Частотно-модулированный косинус (щебет) сигнал скаляр | вектор

Параметры

Frequency sweep — Тип развертки частоты Linear (значение по умолчанию) | Swept cosine | Logarithmic | Quadratic

Ограничения

Sweep mode — Режим Sweep Unidirectional (значение по умолчанию) | Bidirectional

Initial frequency (Hz) — Начальная частота1000 (значение по умолчанию) | скаляр

Target frequency (Hz) — Целевая частота4000 (значение по умолчанию) | скаляр

Target time (s) — Целевое время развертки1 (значение по умолчанию) | скаляр

Sweep time (s) — Разверните время1 (значение по умолчанию) | скаляр

Initial phase (rad) — Начальная фаза косинуса выводится0 (значение по умолчанию) | скаляр

Sample time — Выведите период расчета1/8000 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

Output data type — Тип выходных данных Double (значение по умолчанию) | Single

Примеры модели

Потоковая передача оценки спектра мощности Используя метод валлийцев

Двунаправленная линейная развертка

Однонаправленная линейная развертка

Когда время развертки больше целевого времени

Развернитесь с отрицательными частотами

Искаженная развертка

Характеристики блока

Больше о

Формирование развертки частоты

Устанавливание мгновенных значений развертки частоты

Алгоритмы

Уравнения для Выходного расчета

Выведите метод расчета для линейных, квадратичных, и логарифмических разверток частоты

Выведите метод расчета для развернутой развертки частоты косинуса

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Блоки

Функции

Объекты

Темы

Документация DSP System Toolbox

Поддержка

`Port_1` — Частотно-модулированный косинус (щебет) сигнал
скаляр | вектор

`Frequency sweep` — Тип развертки частоты
`Linear` (значение по умолчанию) | `Swept cosine` | `Logarithmic` | `Quadratic`

`Sweep mode` — Режим Sweep
`Unidirectional` (значение по умолчанию) | `Bidirectional`

`Initial frequency (Hz)` — Начальная частота
1000 (значение по умолчанию) | скаляр

`Target frequency (Hz)` — Целевая частота
4000 (значение по умолчанию) | скаляр

`Target time (s)` — Целевое время развертки
1 (значение по умолчанию) | скаляр

`Sweep time (s)` — Разверните время
1 (значение по умолчанию) | скаляр

`Initial phase (rad)` — Начальная фаза косинуса выводится
0 (значение по умолчанию) | скаляр

`Sample time` — Выведите период расчета
1/8000 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Output data type` — Тип выходных данных
`Double` (значение по умолчанию) | `Single`

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