settlingtime

Время установления двухуровневых сигналов.

Библиотека

EngeeDSP

Синтаксис

Вызов функции

s = settlingtime(x, d) — возвращает время от момента среднего опорного уровня до момента, в который каждый переход наступает и остается в пределах 2%-ной области допуска от конечного состояния в течение времени d. Для определения переходов функция settlingtime оценивает уровни состояний входного сигнала методом гистограммы и идентифицирует все области, пересекающие верхнюю границу низкого состояния и нижнюю границу высокого состояния.

Если для какого-либо перехода уровень сигнала выходит за пределы нижней и верхней границ допуска, запрошенная длительность отсутствует или обнаружен промежуточный переход, то функция settlingtime отмечает соответствующий элемент в s как NaN. Случаи, когда settlingtime возвращает NaN, см. в разделе Длительность поиска установления.

s = settlingtime(x, Fs,d) — использует частоту дискретизации Fs.

s = settlingtime(x, t,d) — использует моменты дискретизации t.

s, slev, sinst = settlingtime(___) — возвращает уровни slev и моменты времени sinst точек установления для каждого перехода.

___ = settlingtime(___, Name,Value) — возвращает время установления s, уровни slev и соответствующие моменты времени sinst с дополнительными параметрами, заданными одним или несколькими аргументами типа Name,Value. Вы можете указать входную комбинацию из любого из приведенных выше вариантов синтаксиса.

Аргументы

Входные аргументы

# x — двухуровневый сигнал
вектор

Details

Двухуровневый сигнал, заданный как вещественный вектор. Первый отсчет времени по оси равен .

# d — длительность поиска установления, с
положительный скаляр

Details

Длительность поиска установления в секундах, заданная как положительный скаляр. Этот аргумент определяет длительность периода после момента среднего опорного уровня, в течение которого функция settlingtime ищет время установления. Если в течение d секунд после момента среднего опорного уровня время установления не наступает, то функция возвращает NaN. Подробнее см. в разделах Время установления и Длительность поиска установления.

# Fs — частота дискретизации, Гц
скаляр

Details

Частота дискретизации в Гц, заданная как положительный вещественный скаляр.

# t — моменты дискретизации
вектор

Details

Моменты дискретизации, заданные как вектор. Длина t должна быть равна длине двухуровневого сигнала x.

Входные аргументы «имя-значение»

Укажите необязательные пары аргументов в формате Name, Value, где Name — имя аргумента, а Value — соответствующее значение. Аргументы типа «имя-значение» должны располагаться после других аргументов, но порядок пар не имеет значения.

Используйте запятые для разделения имени и значения, а Name заключите в кавычки.

Пример: settlingtime([4,3,2,1,1,1], 2, "MidPercentReferenceLevel", 30).

# MidPercentReferenceLevels — средний опорный уровень в процентах
50 (по умолчанию) | скаляр

Details

Средний опорный уровень в процентах от амплитуды сигнала, заданный как скаляр. Подробнее см. в разделе Средний опорный уровень.

# StateLevels — низкий и высокий уровни состояний
двухэлементный вектор-строка

Details

Низкий и высокий уровни состояний, заданные как двухэлементный вектор-строка. Первый и второй элементы вектора соответствуют низкому и высокому уровням состояний. Если параметр StateLevels не указан, то функция оценивает уровни состояний по входному сигналу, используя метод гистограммы.

# Tolerance — уровни допуска
2 (по умолчанию) | скаляр

Details

Уровни допуска (верхняя и нижняя границы уровней состояний), заданные как скаляр и выраженные в процентах. Границы нижнего и верхнего состояний выражаются как уровень состояния плюс или минус значение, кратное разнице между уровнями состояний. Подробнее см. в разделе Допуски уровней состояний.

# out — тип выходных данных
:data (по умолчанию) | :plot

Details

Тип выходных данных. Чтобы использовать этот аргумент, используйте следующий синтаксис:

out=:plot — функция возвращает график;
out=:data — функция возвращает данные.

Примеры:

import EngeeDSP.Functions: settlingtime

settlingtime([4,3,2,1,1,1], 2,"MidPercentReferenceLevel", 30, out=:data)

(0.5544000000000002, 1.0545999999999998, 3.9454000000000002)

import EngeeDSP.Functions: settlingtime

settlingtime([4,3,2,1,1,1], 2,"MidPercentReferenceLevel", 30, out=:plot)

settlingtime 1

Выходные аргументы

# s — время установления
вектор

Details

Время установления, возвращаемое в виде вектора. Время установления соответствует времени от момента среднего опорного уровня до момента, когда каждый переход входит в область допуска 2% от конечного состояния в течение d. Длина вектора s равна количеству обнаруженных переходов во входном двухуровневом сигнале x.

Поскольку settlingtime использует интерполяцию для определения момента среднего опорного уровня, s может содержать значения, которые не соответствуют моментам отсчетов.

# slev — значения сигнала в точках установления
вектор

Details

Значения сигнала в точках установления, возвращаемые в виде вектора.

# sinst — моменты времени в точках установления
вектор

Details

Моменты времени в точках установления, возвращаемые в виде вектора.

Дополнительно

Время установления

Details

Время установления — это время после момента достижения среднего опорного уровня, когда сигнал переходит в область 2% допуска относительно уровня состояния и остается в ней. Время установления показано на этом рисунке, где уровни низкого и высокого состояний обозначены черными штриховыми линиями, 2% допуски выше и ниже уровней состояния обозначены красными штриховыми линиями, а точка установления обозначена желтым кругом.

settlingtime 2 ru

Средний опорный уровень

Details

Средний опорный уровень в двухуровневой форме сигнала с низким уровнем и высоким уровнем равен

Момент среднего опорного уровня

Details

Момент среднего опорного уровня:

где

— средний опорный уровень;
и — два последовательных момента дискретизации, соответствующих значениям сигнала, ближайшим по значению к ;
и — значения сигнала в моменты и .

Допуски уровней состояний

Details

Вы можете указать нижнюю и верхнюю границы состояний для каждого уровня состояния. Определите границы как уровень состояния плюс или минус скалярное значение, кратное разнице между высоким и низким состояниями. Чтобы задать полезную область допуска, укажите скаляр в виде небольшого числа, например 2/100 или 3/100. В общем случае область для низкого состояния определяется как

где — низкое состояние, — высокое состояние. Замените первый член в уравнении на , чтобы получить область допуска для высокого состояния.

Длительность поиска установления

Details

Длительность поиска установления определяет интервал времени после момента среднего опорного уровня, в течение которого функция settlingtime ищет точку установления. Если settlingtime не находит точку установления в течение длительности поиска установления, то settlingtime возвращает NaN для времени установления. Этот рисунок иллюстрирует длительность поиска установления, равную 10 отсчетам.

settlingtime 4 ru

Функция settlingtime может не найти точку установления в заданной длительности поиска при возникновении любого из следующих условий.

Последнее значение сигнала в интервале поиска установления не находится в пределах верхней и нижней границ состояний, определяемых заданным допуском. На этом рисунке показано это состояние для длительности поиска установления, равной 8 отсчетам, и области допуска 2%. Последний отсчет в интервале поиска установления превышает верхнюю границу состояний. В этом примере уменьшение или увеличение длительности поиска установления может привести к корректному времени установления.
Недостаточное количество отсчетов сигнала для заданной длительности поиска. На этом рисунке показано это состояние для длительности поиска в 20 отсчетов. Длительность поиска выходит за пределы последнего отсчета сигнала.
Промежуточный переход обнаружен до окончания заданной длительности поиска. На этом рисунке показано это состояние для длительности поиска, равной 22 отсчетам. Промежуточный переход обнаружен до окончания длительности поиска, равной 22 отсчетам.

Литература

IEEE^® Standard on Transitions, Pulses, and Related Waveforms, IEEE Standard 181, 2003, pp. 23–24.