包络检测- MATLAB和Simulink金宝app - 金宝app,下载188bet金宝搏,金宝搏官方网站

包络检波

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这个例子展示了如何实现两种常见的包络检测方法。一种方法使用平方和低通滤波。另一个使用希尔伯特变换。这个例子说明了MATLAB®和Simulink®的实现。金宝app

介绍

信号的包络线相当于它的轮廓线，包络线检测器连接了信号中的所有峰值。包络检测在信号处理和通信领域有着广泛的应用，其中之一就是调幅检测。下面的框图显示了使用这两种方法进行包络检测的实现。

方法1:平方低通滤波

这种包络检测方法需要对输入信号进行平方，然后通过低通滤波器将信号发送出去。平方信号有效地解调输入使用自己作为自己的载波。这意味着信号的一半能量被推高到更高的频率，一半被转移到直流。然后向下采样这个信号来降低采样频率。如果信号没有任何可能导致混叠的高频，你可以做降采样。否则，应使用FIR抽取，在降采样信号之前应用低通滤波器。在此之后，通过一个最小相位的低通滤波器来消除高频能量。最后只剩下信号包络。

为了保持正确的比例，您必须执行两个额外的操作。首先，你必须把信号放大两倍。因为你只保留了信号能量的下半部分，这个增益匹配了最后的能量和它的原始能量。其次，必须取信号的平方根，以扭转因平方信号而产生的缩放失真。

该包络检测方法易于实现，可以通过低阶滤波器实现，最大限度地减少输出延迟。

方法2:希尔伯特变换

这种包络检测方法需要利用希尔伯特变换生成输入的解析信号。解析信号是复数信号，其中实部是原始信号，虚部是原始信号的希尔伯特变换。

数学上，信号x(t)的包络e(t)被定义为解析信号的幅值，如下式所示。

在哪里

是x(t)的希尔伯特变换。

你可以用32点帕克斯-麦克莱伦FIR滤波器找到信号的希尔伯特变换。为了形成解析信号，你将信号的希尔伯特变换乘以根号(-1)(虚单位)，然后将其加到延时的原始信号上。这是必要的延迟输入信号，因为希尔伯特变换，这是实现FIR滤波器，将引入滤波长度的一半的延迟。

你可以通过取解析信号的绝对值来找到信号的包络。与原始信号相比，包络是一个低频信号。为了降低它的采样频率，消除振铃并平滑包络，你对这个信号下采样并将结果通过低通滤波器。

MATLAB的例子:初始化

初始化所需的变量，如帧大小和文件名。在处理循环中使用System对象之前，创建和初始化它们对于获得最佳性能至关重要。

Fs = 22050;numSamples = 10000;DownsampleFactor = 15;frameSize = 10 * DownsampleFactor;

创建一个正弦波系统对象，并设置其属性来生成两个正弦波。一个正弦波作为信息信号，另一个正弦波作为载波信号产生调幅。

sin = dsp. sine ([0.4 1]，[10 200]，.．.“SamplesPerFrame”frameSize,.．.“SampleRate”Fs);

创建一个低通FIR滤波器来过滤平方信号以检测其包络。

lp1 = dsp。FIRFilter (“分子”，firpm(20，[0 0.03 0.1 1]，[1 1 0 0]));

创建三个数字滤波器系统对象。第一个实现希尔伯特变压器，第二个补偿由希尔伯特变压器引入的延迟，第三个是检测信号包络的低通滤波器。

N = 60;%过滤器订单hilbertTransformer = dsp。FIRFilter (.．.“分子”firpm (N [0.01 .95], [1],希尔伯特的));延迟= dsp。延迟(“长度”、N / 2);lp2 = dsp。FIRFilter (“分子”，firpm(20，[0 0.03 0.1 1]，[1 1 0 0]));

创建并配置两个时间范围System对象来绘制输入信号及其包络线。

scope1 = dsp。TimeScope (.．.“NumInputPorts”2,.．.“名字”，“利用幅度调制进行包络检测”，.．.“SampleRate”Fs / DownsampleFactor], [Fs,.．.“TimeDisplayOffset”, (N / 2 + frameSize) / Fs, 0],.．.“TimeSpanSource”，“属性”，.．.“时间间隔”, 0.45,.．.“YLimits”(-2.5 - 2.5),.．.“TimeSpanOverrunAction”，“滚动”）;pos = scope1.Position;scope2 = dsp。TimeScope (.．.“NumInputPorts”2,.．.“名字”，利用希尔伯特变换进行包络检测，.．.“位置”, (pos (1) + pos (3), pos (2:4)],.．.“SampleRate”Fs / DownsampleFactor], [Fs,.．.“TimeDisplayOffset”, (N / 2 + frameSize) / Fs, 0],.．.“TimeSpanSource”，“属性”，.．.“时间间隔”, 0.45,.．.“YLimits”(-2.5 - 2.5),.．.“TimeSpanOverrunAction”，“滚动”）;

MATLAB实例:流处理循环

创建处理循环，对输入信号执行包络检测。这个循环使用您实例化的System对象。

为i = 1:numSamples/frameSize sig = sin ();Sig = (1 + Sig (:，1)) .* Sig (:， 2);%幅度调制%包络检波器通过平方信号和低通滤波Sigsq = 2 * sig .* sig;sigenv1 =√lp1 downsample (sigsq DownsampleFactor)));在时域中使用Hilbert变换的包络检测器sige = abs(complex(0, hilbertTransformer(sig)) + delay(sig));sigenv2 = lp2 (downsample(锗硅DownsampleFactor));标出信号和信封sigenv1 scope1(团体);sigenv2 scope2(团体);结束释放(scope1);释放(scope2);

MATLAB实例:包络检测器结果

在图中，采用Hilbert变换的包络检测方法，由于采用FIR滤波器实现的Hilbert变换并不理想，导致包络幅值与实际信号不匹配。也就是说，幅值响应并不适用于所有频率。信封的形状仍然与实际信号的信封相匹配。

金宝appSimulink示例:方法1(平方和低通滤波)

如上所述，方法1的工作原理是将输入信号平方并将其通过低通滤波器发送。

在这个Simul金宝appink例子中，一个简单的最小相位低通滤波器被用来去除高频能量。为了保持正确的缩放，还包含了另外两个操作。第一种方法是给信号增加2倍的增益。由于我们只保留了信号能量的下半部分，这一增益提高了最后的能量以匹配其原始能量。最后，取信号的平方根来反转输入信号的平方运算产生的缩放畸变。

这种方法很有用，因为它很容易实现，可以通过低阶滤波器来实现，最大限度地减少输出延迟。