Window Function
Вычислите и примените окно к входному сигналу
- Библиотека:
DSP System Toolbox / Операции Сигнала
Описание
Функциональный блок Окна имеет три режима работы, которые позволяют вам применить окно, или вычислить окно, или вычислить и применить окно к входному сигналу. Можно выбрать режим через параметр Operation. В каждом режиме блок сначала создает вектор окна w путем выборки окна, заданного в параметре Window type.
Порты
Входной параметр
In — Входной сигнал
вектор | матрица | N-D массив
Входной сигнал в виде вектора, матрицы или N-D массив. Когда вход является фиксированной точкой, он может быть подписан только.
Этот порт включен только, когда вы устанавливаете Operation на любой Apply window to input или Generate and apply window.
Этот порт без имени, когда вы устанавливаете Operation на Apply window to input.
Типы данных: single | double | int8 | int16 | int32 | fixed point
Вывод
Out вывод
вектор | матрица | N-D массив
Выходной сигнал, возвращенный как вектор, матрица или N-D массив.
Порт Out включен только, когда Operation установлен в:
Apply window to input– Блок вычисляет M-by-1 вектор окна w и применяет его к M-by-N вход, где M является количеством строк во входном сигнале.Generate and apply window– Блок генерирует M-by-1 вектор окна w и применяет его к входу.
Выходной сигнал имеет те же размерности как входной сигнал. Для получения дополнительной информации смотрите Операцию.
Типы данных: single | double | int8 | int16 | int32 | fixed point
Win — Window выход
вектор
Window выходной параметр, возвращенный как вектор. Когда Operation установлен в Apply window to input или Generate and apply window, вектор окна имеет ту же длину как количество строк во входном сигнале. Когда Operation установлен в Generate window, длина вектора окна определяется параметром Window length.
Типы данных: single | double | int8 | int16 | int32 | fixed point
Параметры
Основной
Operation — Режимы работы
Apply window to input (значение по умолчанию) | Generate window | Generate and apply window
Блок Window Function имеет три режима работы, которые можно выбрать через параметр Operation. В каждом режиме блок сначала создает вектор окна w путем выборки окна, заданного в параметре Window type в дискретных точках M. Режимы работы:
Apply window to inputВ этом режиме блок вычисляет M-by-1 вектор окна w и применяет его к входу. Выход y всегда имеет ту же размерность как вход.
Когда входом является M-by-N матричный u, окно умножается поэлементное с каждым из каналов N во входной матрице u. Это эквивалентно следующему MATLAB® код:
y = repmat(w,1,N) .* u % Equivalent MATLAB code
Окно всегда применяется к первой размерности:
Длина-M, неориентированная на векторный вход, обработана как M-by-1 вектор.
Generate windowВ этом режиме блок генерирует неориентированный вектор окна w с длиной M, заданный параметром Window length. Порт In отключен для этого режима.
Generate and apply windowВ этом режиме блок генерирует M-by-1 вектор окна w и применяет его к входу. Блок производит два выходных параметров:
В порте Out блок приводит к результату умножения y, который имеет ту же размерность как вход.
В порте Win блок производит M-by-1 вектор окна w.
Когда входом является M-by-N матричный u, окно умножается поэлементное с каждым из каналов N во входной матрице u. Это эквивалентно следующему коду MATLAB:
y = repmat(w,1,N) .* u % Equivalent MATLAB code
Окно всегда применяется к первой размерности:
Длина-M 1D векторный вход обработана как M-by-1 вектор.
Window type — Тип окна
Hamming (значение по умолчанию) | Bartlett | Blackman | ...
Эта таблица приводит доступные типы окна.
| Тип окна | Описание |
|---|---|
Бартлетт | Вычисляет окно Бартлетта. w = |
Блэкмен | Вычисляет окно Блэкмена. w = |
Серия длинных импульсов | Вычисляет прямоугольное окно. w = |
Чебышев | Вычисляет Окно Чебышева с пульсацией полосы задерживания w = |
Хэмминг | Вычисляет Окно Хэмминга. w = |
Hann | Вычисляет окно Hann (также известный как окно Хеннинга). w = |
Хеннинг | Устаревший. Этот тип окна включен только для совместимости с более старыми моделями. Используйте |
Кайзер | Вычисляет окно Кайзера параметром Кайзера w = |
Тейлор | Вычисляет окно Тейлора. w = |
Трян | Вычисляет треугольное окно. w = |
Определяемый пользователем | Вычисляет пользовательскую функцию окна, заданную записью в параметре Window function name, w = usrwin(M) % Window takes no extra parameters
w = usrwin(M,x1,...,xn) % Window takes extra
parameters {x1 ... xn}
|
Sampling — Тип выборки
Symmetric (значение по умолчанию) | Periodic
Задайте выборку окна для окон сделанного вывод косинуса.
Для окон сделанного вывод косинуса (Blackman, Hamming, Hann, и Hanning), параметр Sampling определяет, вычисляются ли выборки окна в периодическом или симметричном способе. Например, когда Sampling установлен в Symmetric, Окно Хэмминга длины M вычисляется как:
w = hamming(M) % Symmetric (aperiodic) window
Когда Sampling установлен в Periodic, то же окно вычисляется как:
w = hamming(M+1) % Periodic (asymmetric) window w = w(1:M)
Настраиваемый (Simulink) в симуляции только.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Blackman, Hamming, Hann, или Hanning для параметра Window type.
Sample mode — Демонстрационный режим
Continuous (значение по умолчанию) | Discrete
Задайте демонстрационный режим для блока, Continuous или Discrete, когда это находится в Generate window режим. В Apply window to input и Generate and apply window режимы, блок наследовал демонстрационный режим от своего ведущего блока.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Generate window для параметра Operation.
Sample time Размер шага
1
Задайте шаг расчета для блока, когда Operation будет установлен в Generate window и Sample mode установлен в Discrete. Когда Operation установлен в Apply window to input и Generate and apply window, блок наследовал шаг расчета от своего ведущего блока.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы устанавливаете Sample mode на Discrete.
Window length — Длина окна
64
Задайте длину окна, чтобы применяться.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Generate window для параметра Operation. В противном случае длина вектора окна вычисляется, чтобы совпадать с длиной первой размерности входа.
Stopband attenuation in dB — Затухание в полосе задерживания в дБ
50
Задайте уровень затухания в полосе задерживания R s в децибелах.
Настраиваемый (Simulink) в симуляции только.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Chebyshev для параметра Window type.
Beta — Окно Кайзера параметр β
10
Задайте Kaiser параметр окна β. Увеличение β расширяет основной лепесток и уменьшает амплитуду боковых лепестков окна в ответе величины частоты окна.
Настраиваемый (Simulink) в симуляции только.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Kaiser для параметра Window type.
Number of sidelobes — Количество боковых лепестков
4 (значения по умолчанию) | положительное целое число
Задайте количество боковых лепестков как скалярное целочисленное значение, больше, чем нуль.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Taylor для параметра Window type.
Maximum sidelobe level relative to mainlobe (dB) — Максимальный уровень бокового лепестка относительно основного лепестка
-30
Задайте в децибелах максимальный уровень бокового лепестка относительно основного лепестка. Этот параметр должен быть скаляром, меньше чем или равным нулю. Значение по умолчанию –30 производит боковые лепестки с peaks 30 дБ вниз от пика основного лепестка.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы выбираете Taylor для параметра Window type.
Window function name — Имя функции окна
hamming (значение по умолчанию) | вектор символов
Задайте имя пользовательской функции окна, которая будет вычислена блоком. Вектор окна вывода, возвращенный пользовательской функцией окна, должен иметь тип данных double.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы выбираете User defined для параметра Window type.
Specify additional arguments to the hamming function — Задайте дополнительные аргументы к функции окна
от (значения по умолчанию) | на
Выберите, чтобы включить параметр Cell array of additional arguments, когда пользовательское окно потребует параметров кроме длины окна.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы выбираете User defined для параметра Window type.
Cell array of additional arguments — Дополнительные аргументы
{'symmetric'} (значение по умолчанию) | массив ячеек
Задайте дополнительные параметры, требуемые пользовательской функцией окна помимо длины окна.
Зависимости
Этот параметр только доступен, когда вы выбираете параметр Specify additional arguments to the hamming function. Запись должна быть массивом ячеек.
Типы данных
Когда параметр Operation на вкладке Main устанавливается на Generate window, следующие параметры появляются.
Window data type — Тип данных окна
double (значение по умолчанию) | single | Fixed-point | User-defined | Inherit via back propagation
Задайте тип данных окна одним из следующих способов:
doublesingleFixed-point– Задавать тип данных окна и масштабирующийся в Signed, Word length, Set fraction length in output to и параметрах Fraction length.User-defined– Задавать тип данных окна и масштабирующийся в User-defined data type, Set fraction length in output to и параметрах Fraction length.Inherit via back propagation– Установить тип данных окна и масштабирующийся совпадать со следующим блоком.
Signed — Window выход подписывается
на (значении по умолчанию) | прочь
Выберите, чтобы вывести сигнал фиксированной точки со знаком. В противном случае сигнал без знака.
Зависимости
Этот параметр появляется только, когда вы устанавливаете Window data type на Fixed-point.
Word length — Размер слова
16
Задайте размер слова типа данных окна фиксированной точки в битах.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы устанавливаете Window data type на Fixed-point.
User-defined data type (e.g. sfix(16), float('single)) — пользовательский тип данных
sfix(16) (значение по умолчанию) | встроенный тип данных | тип данных с фиксированной точкой
Задайте любого встроенного или тип данных с фиксированной точкой. Можно задать типы данных с фиксированной точкой с помощью функций Fixed-Point Designer™ sfix (Simulink), ufix (Simulink), sint (Simulink), uint (Simulink), sfrac (Simulink), и ufrac (Simulink).
Зависимости
Этот параметр только отображается, когда вы устанавливаете Window data type на User-defined.
Set fraction length in output to — Масштабирование типа данных окна фиксированной точки
Best precision (значение по умолчанию) | User-defined
Задайте масштабирование типа данных окна фиксированной точки при помощи любого из этих методов:
Выберите
Best precisionчтобы иметь тип данных окна, масштабирующийся автоматически, устанавливает таким образом, что выходной сигнал имеет самую лучшую точность.Выберите
User-definedзадавать тип данных окна, масштабирующийся в параметре Fraction length.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы устанавливаете Window data type на Fixed-point или User-defined, и когда заданный тип данных окна является типом данных с фиксированной точкой.
Fraction length — Пользовательская дробная длина
15
Задайте дробную длину типа данных окна фиксированной точки в битах.
Зависимости
Этот параметр отображается только, когда вы устанавливаете Window data type на Fixed-point или User-defined, и когда вы устанавливаете Set fraction length in output to на User-defined.
Когда параметр Operation на вкладке Main устанавливается на любой Apply window to input или Generate and apply window, следующие параметры появляются.
Rounding mode — Режим Rounding
Floor (значение по умолчанию) | Ceiling | Convergent | Nearest | Round | Simplest | Zero
Выберите округляющийся режим для операций фиксированной точки.
Вектор окна w не выполняет этот параметр. Это всегда округляется к Nearest.
Примечание
Настройки Rounding mode и Overflow mode не оказывают влияния на числовые результаты, когда оба из этих условий существуют:
Product output является
Inherit via internal ruleOutput является
Same as product output
С этими настройками типа данных блок эффективно действует в режиме максимальной точности.
Overflow mode — Режим Overflow
Wrap (значение по умолчанию) | Saturate
Выберите режим переполнения для операций фиксированной точки.
Вектор окна w не выполняет этот параметр. Это всегда насыщается.
Window — Тип данных окна
Same word length as input (значение по умолчанию) | Specify word length | Binary point scaling | Slope and bias scaling
Выберите, как вы задаете размер слова и дробную длину вектора окна w.
Когда вы выбираете:
Same word length as input– Размер слова элементов вектора окна совпадает с размером слова входа. Дробная длина автоматически установлена в лучшую возможную точность.Specify word length– Можно ввести размер слова элементов вектора окна в битах. Дробная длина автоматически установлена в лучшую возможную точность.Binary point scaling– Можно ввести размер слова и дробную длину элементов вектора окна в битах.Slope and bias scaling– Можно ввести размер слова в битах и наклоне элементов вектора окна. Этот блок требует наклона степени двойки и смещения нуля.
Вектор окна не выполняет параметры Overflow mode и Rounding mode. Это всегда насыщается и округляется к Nearest.
Product output — Тип выходных данных продукта
Inherit via internal rule (значение по умолчанию) | Same as input | Binary point scaling | Slope and bias scaling
Используйте этот параметр, чтобы задать, как вы хотите назвать продукт выходным словом и дробными длинами.
Когда вы выбираете:
Inherit via internal rule– Продукт вывел размер слова, и дробная длина вычисляются автоматически. Для получения информации о том, как продукт вывел слово, и дробные длины вычисляются, когда внутреннее правило использовано, смотрите, Наследовались через Внутреннее Правило.Same as input– Эти характеристики совпадают с теми из входа с блоком.Binary point scaling– Можно ввести размер слова и дробную длину продукта выход в битах.Slope and bias scaling– Можно ввести размер слова в биты и наклон продукта выход. Этот блок требует наклона степени двойки и смещения нуля.
Output — Тип выходных данных
Same as product output (значение по умолчанию) | Same as input | Binary point scaling | Slope and bias scaling
Выберите, как вы задаете размер слова и дробная продолжительность выхода блока.
Когда вы выбираете:
Same as product output– Эти характеристики совпадают с теми из продукта выход.Same as input– Эти характеристики совпадают с теми из входа с блоком.Binary point scaling– Можно ввести размер слова и дробная продолжительность выхода в битах.Slope and bias scaling– Можно ввести размер слова в биты и наклон выхода. Этот блок требует наклона степени двойки и смещения нуля.
Lock data type settings against changes by the fixed-point tools — Препятствуйте тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных
off (значение по умолчанию) | on
Выберите этот параметр, чтобы препятствовать тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных, которые вы задаете в диалоговом окне блока.
Примеры модели
Характеристики блока
Типы данных |
|
Прямое сквозное соединение |
|
Многомерные сигналы |
|
Сигналы переменного размера |
|
Обнаружение пересечения нулем |
|
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.
Преобразование фиксированной точки
Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.
Если вход является фиксированной точкой, это должно быть целое число со знаком или подписанная фиксированная точка с наклоном степени двойки и нулевым смещением.
Следующая схема показывает типы данных, используемые в Функциональном блоке Окна для сигналов фиксированной точки для каждого из этих трех рабочих режимов.
Можно установить окно, продукт выход и типы выходных данных в диалоговом окне блока.