正弦波

产生连续或离散的正弦波

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库:
DSP系统工具箱/源代码
DSP系统工具箱HDL支持/源代码金宝app

描述

的正弦波Block产生一个多通道的实或复正弦信号，每个输出通道具有独立的幅值、频率和相位。该块支持浮点和带符号金宝app的定点数据类型。

该块生成一个真实的正弦信号，当你设置输出的复杂性参数真正的．实正弦输出由该类型的表达式定义

$y ＝一个罪（ 2 π f t + ϕ ）$

你指定的地方一个在振幅参数,f用赫兹表示频率参数,ϕ弧度相抵消参数。

块生成一个复指数信号，当你设置输出的复杂性参数复杂的．该复指数信号由该类型的表达式定义

$y ＝一个 e^{j （ 2 π f t + ϕ ）} ＝一个｛因为（ 2 π f t + ϕ ） + j 罪（ 2 π f t + ϕ ）｝$

生成多通道输出

对于实正弦和复正弦，振幅，频率,相抵消参数值(一个，f,ϕ)可以是标量或长度-N向量,N输出中所需的通道数。当您指定这些参数中的至少一个作为长度-时N为其他参数指定的向量和标量值应用于每个通道。

例如，要生成包含以下真实正弦信号的三通道输出，设置块参数如下所示:

$y ＝｛ \begin{matrix} 罪（ 2000 π t ） & (1)频道 \\ 2 罪（ 1000 π t ） & (2)频道 \\ 3. 罪（ 500 π t + \frac{π}{2} ） & (3)频道 \end{matrix}$

输出的复杂性＝真正的
振幅＝[1 2 3]
频率＝[1000 500 250]
相抵消＝[0 0 pi/2]

港口

输出

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`Port_1`—正弦信号
标量|向量|矩阵

输出一个正弦信号作为标量或矢量。有关输出复杂度的详细信息，请参见描述．有关多通道支持的信息，请参见金宝app生成多通道输出．

提示

若要输出定点数据类型，必须设置样本模式来离散而且计算方法来查表．

数据类型:单|双|不动点
复数支持:金宝app是的

参数

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主要

`振幅`-正弦波振幅
`1`(默认)|标量|向量

长度,N包含每个正弦波振幅的矢量N输出通道，或要应用于所有的标量N频道。的向量长度必须与指定的向量长度相同频率而且相抵消参数。

提示

该参数为可调(金宝app模型)只有当计算方法是三角fcn或微分．

可调:是的

`频率(赫兹)`—每个正弦波的频率
`One hundred.`(默认)|标量|向量

长度,N包含频率的向量，单位为赫兹，每一个正弦波的频率N输出通道，或要应用于所有的标量N频道。的向量长度必须与指定的向量长度相同振幅而且相抵消参数。您可以指定正频率、零频率或负频率。

提示

该参数为可调(金宝app模型)当你设置任意一个:

样本模式来连续．
样本模式来离散而且计算方法来三角fcn．

可调:是的

`相位偏移(弧度)`-相位偏移
`0`(默认)|标量|向量

长度,N包含每个正弦波的相位偏移的矢量，以弧度为单位N输出通道，或要应用于所有的标量N频道。的向量长度必须与指定的向量长度相同振幅而且频率参数。

提示

该参数为可调(金宝app模型)当你设置任意一个:

样本模式来连续．
样本模式来离散而且计算方法来三角fcn．

可调:是的

`样本模式`—连续采样或离散采样
`离散`(默认)|`连续`

指定采样模式为连续或离散：

连续
在连续模式下，正弦信号在我th频道,y_我，计算为连续函数，

$\begin{array}{l} y_{我} ＝ {一个}_{我} 罪（ 2 π f_{我} t + ϕ_{我} ） & (真正的) \\ \begin{array}{l} 或 \end{array} \\ y_{我} ＝ {一个}_{我} e^{j （ 2 π f_{我} t + ϕ_{我} ）} & (复杂的) \end{array}$

并且该块的输出是连续的。在此模式下，块的操作与Simulink相同金宝app^®正弦波块样品时间设置为0．这种模式提供了很高的精度，但在每个模拟步骤中都需要三角函数的计算，这是计算成本很高的。此外，由于该方法跟踪的是绝对模拟时间，当时间值达到最大值时，最终会出现不连续。
还要注意，许多DSP系统工具箱™模块不接受连续时间输入。
离散
在离散模式下，块可以通过直接计算三角函数、通过查找表或通过微分方法生成离散时间输出。有关这些计算方法的更多信息，请参见算法．

`输出的复杂性`—实波形或复波形
`真正的`(默认)|`复杂的`

要生成的波形类型:真正的指定一个真实的正弦波，复杂的指定复指数。

`计算方法`离散时间正弦信号的计算方法
`三角fcn`(默认)|`查表`|`微分`

离散时间正弦信号的生成方法:三角fcn，查表,或微分．有关每个可用选项的详细信息，请参见算法．

依赖关系

属性时，此参数才可见样本模式来离散．

请注意

要生成定点正弦信号，必须设置计算方法来查表．

`优化表`-优化速度或内存
`速度`(默认)|`内存`

优化的正弦值表速度或内存．当对速度进行优化时，表包含k元素，当对内存进行优化时，表包含k/4元素，其中k是正弦波的一个完整周期内输入样本的数量。

依赖关系

属性时，此参数才可见计算方法参数查表．

`样品时间`-采样周期
`1/1000`(默认)|标量

正弦波被采样的周期，T_年代，作为一个有限标量，大于零。块的输出帧周期为米T_年代，其中指定米在每帧样本参数。

依赖关系

若要启用该参数，请设置样本模式来离散．

`每帧样本`-每帧样本
`1`(默认值)|正整数

从每个正弦信号缓冲到输出帧的连续采样数，米，指定为正标量整数。该参数不可调。

块输出为米——- - - - - -N带帧周期的矩阵米T_年代，其中指定T_年代在样品时间参数。

依赖关系

若要启用该参数，请设置样本模式来离散．

`重新启用时重置状态`—启用的子系统内部的状态行为
`在时间零点重新启动`(默认)|`赶上模拟时间`

对象的行为正弦波当重新启用已启用的子系统时阻塞。块可以将自己重置到起始状态(在时间零点重新启动)，或根据当前仿真时间(赶上模拟时间）.

依赖关系

仅当正弦波块位于已启用的子系统中启用时的状态参数。启用(金宝app模型)Block被设置为重置．

数据类型

`输出数据类型`-输出数据类型
`双`(默认)|`单`|`fixdt (16)`|`fixdt (1 16 0)`|`<数据类型表达式>`|`继承:通过反向传播继承`

控件的数据类型属性的指定方式输出数据类型．你可以选择:

继承-允许您指定继承数据类型的规则，例如，继承:通过反向传播继承
建在-允许您指定内置数据类型，例如，双
不动点-指定数据类型的定点属性。
表达式-允许您指定计算为有效数据类型的表达式，例如，fixdt (16)

模型的例子

生成基于帧的正弦波

该模型实例比较了DSP系统工具箱中的正弦波块生成基于帧的正弦波的不同方法。

开放模式

生成基于样本的正弦波

本模型实例比较了DSP系统工具箱中的正弦波块生成基于采样的正弦波的不同方法。

开放模式

块特征

数据类型	`双`\|`不动点`\|`整数`\|`单`
直接引线	`没有`
多维信号	`没有`
适应信号	`没有`
讨论二阶导数过零检测	`没有`

算法

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当你选择离散从样本模式参数，次要参数计算方法参数提供了三个生成离散正弦信号的选项:三角fcn，查表,微分．

三角Fcn

三角函数法计算正弦函数我th频道,y_我，通过对连续函数进行采样

$\begin{array}{l} y_{我} ＝ {一个}_{我} 罪（ 2 π f_{我} t + ϕ_{我} ） & (真正的) \\ \begin{array}{l} 或 \end{array} \\ y_{我} ＝ {一个}_{我} e^{j （ 2 π f_{我} t + ϕ_{我} ）} & (复杂的) \end{array}$

有一段时间T_年代，其中指定T_年代在样品时间参数。这种操作方式与传统的操作方式具有相同的好处和责任连续样本模式。

在每个采样时间，块计算正弦函数在适当的时间值在第一个周期内正弦曲线的。通过将三角函数计算限制在每个正弦信号的第一个周期，该块避免了计算非常大数字的正弦信号的不精确性，并消除了扩展操作(当绝对时间变量可能溢出时)中不连续的可能性。因此，这种方法避免了表查找方法的内存需求，代价是要进行更多的浮点操作。

查表

表查找方法预先计算独特的每个输出正弦信号在模拟开始时的样本，并根据需要从内存中召回样本。由于只有当所有输出序列都重复时才能构造一个有限长度的表，因此该方法要求输出中每个正弦信号的周期能被样本周期均匀整除。即1/(f_我T_年代) =k_我每个通道必须为整数值我= 1, 2，…N．

当优化表参数设置为速度，为每个通道构造的表包含k_我元素。当优化表参数设置为内存，为每个通道构造的表包含k_我/ 4的元素。

对于长输出序列，表查找方法需要的浮点操作比其他任何方法都要少得多，但是需要相当多的内存，特别是对于高采样率(长表)。此方法推荐用于旨在模拟或为DSP硬件生成代码的模型，因此必须优化执行速度。

请注意

此块的查找表由双精度浮点值构造。因此，当您使用查表计算模式，您可以在输出中实现的最大精度是53位。属性的字长输出或用户定义的将数据类型转换为大于53位的值不会提高输出的精度。

提示

要生成定点正弦信号，必须选择查表．

微分

差分法使用增量算法。该算法基于在前一个采样时间计算的输出值(以及预先计算的更新项)，通过使用以下标识来计算输出样本。

$\begin{array}{l} 罪（ t + T_{年代} ）＝罪（ t ）因为（ T_{年代} ） + 因为（ t ）罪（ T_{年代} ） \\ 因为（ t + T_{年代} ）＝因为（ t ）因为（ T_{年代} ） - 罪（ t ）罪（ T_{年代} ） \end{array}$

正弦函数的更新方程我th频道,y_我，因此可以写成矩阵形式为

$［ \begin{matrix} 罪｛ 2 π f_{我} （ t + T_{年代} ） + ϕ_{我} ｝ \\ 因为｛ 2 π f_{我} （ t + T_{年代} ） + ϕ_{我} ｝ \end{matrix} ］＝［ \begin{matrix} 因为（ 2 π f_{我} T_{年代} ） & 罪（ 2 π f_{我} T_{年代} ） \\ - 罪（ 2 π f_{我} T_{年代} ） & 因为（ 2 π f_{我} T_{年代} ） \end{matrix} ］［ \begin{matrix} 罪（ 2 π f_{我} t + ϕ_{我} ） \\ 因为（ 2 π f_{我} t + ϕ_{我} ） \end{matrix} ］$

你指定的地方T_年代在样品时间参数。自T_年代为常数时，右边矩阵为常数，可以在模拟开始时计算一次。的价值一个_我罪[2πf_我（t+T_年代) +ϕ_我]则由sin(2πf_我t+ϕ_我)和cos(2πf_我t+ϕ_我)通过简单的矩阵乘法在每个时间步。

这种模式提供了较低的计算负荷，但由于累积量化误差而随时间漂移。因为该方法不依赖于绝对时间值，所以在扩展操作期间(当绝对时间变量可能溢出时)没有中断的危险。

扩展功能

C/ c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

的正弦波在连续采样模式下配置时，块引用绝对模拟时间。

HDL代码生成
使用HDL Coder™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。

HDL Coder™提供了影响HDL实现和合成逻辑的额外配置选项。

高密度脂蛋白架构

这个块有一个单一的、默认的HDL体系结构。

限制

对于HDL代码生成，必须选择以下内容正弦波块设置:

计算方法：查表
样本模式：离散

输出:

输出端口不能有数据类型单或双．

复杂数据支持金宝app

此块支持复杂信号的代码金宝app生成。

定点转换
使用定点设计器设计和模拟定点系统。

如果输入是固定点，它必须是有符号整数或有符号固定点，斜率为2的幂，且偏差为零。

版本历史

R2006a之前介绍

另请参阅

正弦波

描述

生成多通道输出

港口

输出

Port_1—正弦信号标量|向量|矩阵

参数

主要

振幅-正弦波振幅1(默认)|标量|向量

频率(赫兹)—每个正弦波的频率One hundred.(默认)|标量|向量

相位偏移(弧度)-相位偏移0(默认)|标量|向量

样本模式—连续采样或离散采样离散(默认)|连续

输出的复杂性—实波形或复波形真正的(默认)|复杂的

计算方法离散时间正弦信号的计算方法三角fcn(默认)|查表|微分

依赖关系

优化表-优化速度或内存速度(默认)|内存

依赖关系

样品时间-采样周期1/1000(默认)|标量

依赖关系

每帧样本-每帧样本1(默认值)|正整数

依赖关系

重新启用时重置状态—启用的子系统内部的状态行为在时间零点重新启动(默认)|赶上模拟时间

依赖关系

数据类型

输出数据类型-输出数据类型双(默认)|单|fixdt (16)|fixdt (1 16 0)|<数据类型表达式>|继承:通过反向传播继承

模型的例子

生成基于帧的正弦波

生成基于样本的正弦波

块特征

算法

三角Fcn

查表

微分

扩展功能

C/ c++代码生成使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

HDL代码生成使用HDL Coder™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。

定点转换使用定点设计器设计和模拟定点系统。

版本历史

另请参阅

块

功能

对象

`Port_1`—正弦信号
标量|向量|矩阵

`振幅`-正弦波振幅
`1`(默认)|标量|向量

`频率(赫兹)`—每个正弦波的频率
`One hundred.`(默认)|标量|向量

`相位偏移(弧度)`-相位偏移
`0`(默认)|标量|向量

`样本模式`—连续采样或离散采样
`离散`(默认)|`连续`

`输出的复杂性`—实波形或复波形
`真正的`(默认)|`复杂的`

`计算方法`离散时间正弦信号的计算方法
`三角fcn`(默认)|`查表`|`微分`

`优化表`-优化速度或内存
`速度`(默认)|`内存`

`样品时间`-采样周期
`1/1000`(默认)|标量

`每帧样本`-每帧样本
`1`(默认值)|正整数

`重新启用时重置状态`—启用的子系统内部的状态行为
`在时间零点重新启动`(默认)|`赶上模拟时间`

`输出数据类型`-输出数据类型
`双`(默认)|`单`|`fixdt (16)`|`fixdt (1 16 0)`|`<数据类型表达式>`|`继承:通过反向传播继承`

C/ c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

HDL代码生成
使用HDL Coder™为FPGA和ASIC设计生成Verilog和VHDL代码。

定点转换
使用定点设计器设计和模拟定点系统。