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生成和分析矢量信号

导言

在这个基本示例中,我们将以五个离散正弦波为例,探讨生成矢量信号的原理。 矢量信号的原理、 我们将学习矢量信号的基本操作、 以及在时域和频域将其可视化的可能性。 时域和频域可视化的可能性。

model.png

该模型由离散正弦信号源块DSP Sine Wave 组成、 块Gain ,将输入信号乘以一个常数、 块Sum of Elements ,汇总矢量输入的元素、 和块Selector ,分配矢量输入中的元素。

生成多个正弦波

信号源模块的参数如下图所示。 需要注意的是,在模型中我们同时生成了五个正弦波、 通过矢量设置振幅、频率和初始相位的值。 在本例中,我们在以下频率产生相同振幅的信号 频率分别为 5 赫兹、95 赫兹、105 赫兹、195 赫兹和 205 赫兹。 初始相位从 从正弦波到正弦波变化 180 度。 信号的采样频率为 500 Hz。

sine.png

复周期信号频率成分的类似构成 我们可以从示例中观察到 多态滤波器、 它们的叠加导致波形中出现离群值 和中间为零的波形。在本例中,我们将尝试 重现这样的波形。

矢量和信号的频谱

让我们在Графики 窗口中显示信号in 的频谱,方法是选择 Меню сигналов:Сигналы в частотной области 。 我们可以看到五个离散正弦波的五个频谱 的频谱:

spect01.png

现在,让我们来考虑一下该模块输出端总信号的频谱。 Sum of Elements 。我们看到的是一个信号的频谱、 但其峰值频率相同:

spect02.png

可以看出,总信号频谱中峰值的功率水平 比单个正弦波的峰值高出 6 dB。这是由于 因为我们将矢量信号通过块Gain 、 矢量每个元素的振幅都会加倍。操作 由于乘法运算是矢量化的,因此Gain 模块的输出也是矢量化的。 矢量化。

时域信号可视化

现在让我们绘制信号的振荡图in ,方法是选择 Меню сигналов:Сигналы во временной области 。 我们在同一轴上观察到五个离散的正弦波 具有不同的重复周期。我们还可以在图例 显示我们感兴趣的信号。 time01.png

信号发生器输出端的每个正弦波的振幅为 0.1。 块Gain 后,正弦波的幅度变为 -0.2 至 0.2。

生成信号的形状

如果在时域中反映信号块 输出端的信号形状,我们可以观察到预期的信号形状。 块Sum of Elements ,我们可以观察到预期的信号形状。 这些是正弦采样的脉冲发射,范围从 -1 到 1 之间的零点。当五个振幅为 0.2 的离散正弦波 振幅为 0.2 的五个离散正弦波相加时,我们会得到总信号的最大值。 信号的最大值,但它们的叠加结果往往为零: time02.png

您还可以将块输出的一个正弦曲线绘制成图表 Gain我们使用Selector 块 从矢量中提取一个标量信号。模型提取 矢量的第一个元素,即振幅为 0.2、频率为 5 Hz 的正弦波。 频率为 5 赫兹的正弦波。

结论

在本模型中,我们以五个正弦波源为例,学习了矢量信号的生成原理。 矢量信号的生成原理、在时域和频域中映射矢量信号 时域和频域映射、对矢量信号进行矢量化算术运算 对矢量信号进行算术运算、 对数组进行运算(以数组元素之和为例)、 选择矢量信号的单独元素。