MATLAB и Simulink центр компетенций компании Mathworks. Консультации по продуктам, вопросы лицензирования, покупки и внедрения. MATLAB — это мировой стандарт в высшем образовании и научных исследованиях.
Рабочая среда MatLab 6.х немного отличается от рабочей среды Программа сохранит результаты работы в файле с расширением mat.
- MATLAB (сокращение от англ.
- Поддержка средств Java в MATLAB 6. 569 Возможности новейшей версии MATLAB 6. Пакет прикладных программ Images.
- Встроенные интерфейсы позволяют получить быстрый доступ и извлекать данные из внешних устройств, файлов, внешних баз данных и программ. Кроме того, Matlab позволяет.
Signal Processing Toolbox - обзор. А. Б. Сергиенко. Signal Processing Toolbox - обзор. Обработка сигналов всегда являлась одной из. MATLAB. Об этом в первую очередь. Signal Processing Toolbox был. MATLAB. К настоящему времени пакет Signal Processing содержит. Распространяемая в настоящее время версия.
MATLAB 6. 1 (Release 1. Signal Processing. В ожидающуюся в скором времени. MATLAB 6. 5 (Release 1. Signal Processing. Согласно официальной документации пакета его. В. приведенном ниже списке эти категории.
Итак, по. своему назначению функции пакета Signal Processing можно. Кроме того, в состав пакета входят три. Далее мы рассмотрим перечисленные категории. MATLAB и его пакеты расширения ориентированы. В. основном они предназначены для вызова из других.
Однако и сами по себе. В свою. очередь, их можно разделить на несколько групп. Первая группа — функции расчета аналоговых. Функции. возвращают нули, полюсы и коэффициент усиления. Баттерворта (buttap), Чебышева. Чебышева второго рода (cheb.
Кауэра) (ellipap) и Бесселя (besselap). Вторая группа — функции преобразования. ФНЧ- прототип в ФНЧ с другой частотой среза (lp. ФВЧ) с заданной частотой. В процессе. расчета они вызывают функции первых двух групп. Все эти. функции, кроме функции besself, могут.
Признаком аналогового. Четвертая группа — функции определения. АЧХ (граничным частотам полос. Для каждого типа фильтра имеется.
Баттерворта — buttord, для фильтра. Чебышева первого рода — cheb. Чебышева второго рода — cheb.
Так же, как. и функции предыдущей группы, данные функции. Признаком. аналогового варианта расчета является указание. Пятая группа — функции преобразования форм. Для. аналоговых систем поддерживаются четыре таких. Коэффициенты полиномов числителя и знаменателя.
Нули, полюсы и коэффициент усиления системы. Полюсы и вычеты (представление функции передачи.
Рабочая среда MatLab 6.х немного отличается от рабочей среды. Программа сохранит результаты работы в файле с расширением mat. М-файлы в MatLab бывают двух типов: файл- программы (Script В MatLab версий 6.x определяется текущий каталог и пути поиска.
Параметры пространства состояний. В пакете Signal Processing имеются функции, реализующие.
Signal Processing, а к базовой библиотеке MATLAB). Эти. функции перечислены в следующей таблице. Конечная форма. Коэффициенты полиномов. Нули и полюсы. Полюсы и вычеты. Пространство состояний. Исходная форма Коэффициенты полиномов функции. Нули и полюсы zp.
Полюсы и вычетыresidue Пространство состоянийss. Как видно из таблицы, одна и та же функция residue. Направление преобразования. Перечисленные в таблице функции, кроме функции residue. Наконец, к шестой группе следует отнести. АЧХ. и ФЧХ) аналоговой линейной системы. Исходными. данными являются коэффициенты полиномов.
В качестве примера применения функций работы с. ФНЧ четвертого порядка с частотой среза 3 к. Гц. пульсациями АЧХ в полосе пропускания, равными. Б, и с подавлением сигнала в полосе. Б, а затем построим. АЧХ и ФЧХ. Данная категория функций является.
Функция freqz является дискретным аналогом. АЧХ и ФЧХ дискретной системы. Исходными. данными являются коэффициенты полиномов. Аналогично функции freqz работает функция grpdelay. Функция impz предназначена для расчета или.
Исходными. данными, как и для предыдущих функций, являются. Функция zplane позволяет отобразить нули и. Этот параметр используется. Однако, в отличие от других. Ниже показаны пример вызова функции fvtool. Направление преобразования.
Еще две функции осуществляют манипуляции над. Функция polyscale умножает все корни. Оставшиеся функции данной категории являются. Функция freqspace рассчитывает. Операция линейной дискретной фильтрации в. Здесь x(k) - отсчеты входного сигнала, y(k) - . Максимальное из чисел m.
Предыдущие выходные отсчеты могут не. Функция filter. 2, также. MATLAB, реализует. Поскольку фильтр с постоянными коэффициентами. Здесь h(k) - отсчеты импульсной. Импульсная. характеристика представляет собой реакцию. Разумеется, вычисления по формуле свертки.
Данная операция осуществляется. Signal Processing, а к базовой библиотеке MATLAB.
Функция conv. 2. реализует двумерную дискретную свертку. Еще одна. функция базовой библиотеки MATLAB - deconv - . Упомянутые выше базовые функции дискретной. MATLAB; собственно же в пакете. Signal Processing расположены функции, решающие более.
Прежде всего следует отметить, что функция filter. Иногда при этом возникает. Такой. расчет выполняется с помощью функции filtic.
Функция fftfilt реализует дискретную. Фурье (БПФ) в сочетании с. Таким способом. могут быть реализованы только нерекурсивные.
Результат работы функции совпадает (с. Однако скорость. вычислений при фильтрации с помощью БПФ может.
Функция filtfilt позволяет компенсировать. Первый проход фильтрации. За счет этого происходит. Это позволяет. ослабить погрешности вычислений, возникающие. Средства анализа ошибок.
Filter Design, а в. Signal Processing имеется функция sosfilt. Еще одной возможной структурой дискретного.
Для. осуществления фильтрации с помощью фильтра. Функция medfilt. 1, реализующая одномерную. Сущность ее работы. Медианная фильтрация применяется. Если степень. полиномов на единицу меньше размера блоков.
Фильтры Савицкого- Голея. Строго говоря, в задачу. Это особенно актуально при.
Эффекты. связанные с конечной точностью вычислений, можно. Filter Design. функциями синтеза фильтров эти эффекты не.
В пакете Signal Processing имеется большое количество. Приведем основные.
Функция. Тип фильтра. АЧХМетод синтезаbutter. Рекурсивный. Баттерворта.
Билинейное z- преобразованиеcheby. Рекурсивный. Чебышева первого рода. Билинейное z- преобразованиеcheby. Рекурсивный. Чебышева второго рода. Билинейное z- преобразованиеellip. Рекурсивный. Кауэра (эллиптическая)Билинейное z- преобразованиеbilinear. Рекурсивный. Произвольный аналоговый.
Билинейное z- преобразованиеimpinvar. Рекурсивный. Произвольный аналоговый. Инвариантное преобразование. Рекурсивный. Кусочно- линейная. Авторегрессионный методinvfreqz.
Рекурсивный. Произвольная. Минимизация разности между. ЧХprony. Рекурсивный. Синтез по заданной импульсной. Экспоненциальная аппроксимация. Прониfir. 1Нерекурсивный. Многополосная. Обратное преобразование Фурье с.
Нерекурсивный. Кусочно- линейная. Обратное преобразование Фурье с. Нерекурсивный. Кусочно- линейная с переходными. Минимизация. среднеквадратической ошибкиfircls. Нерекурсивный. Кусочно- постоянная. Минимизация. среднеквадратической ошибки с ограничением. Нерекурсивный. ФНЧ, ФВЧМинимизация.
Нерекурсивный. ФНЧКосинусоидальное сглаживаниеintfilt. Нерекурсивный. ФНЧМинимаксная аппроксимацияremez. Нерекурсивный. Кусочно- линейная с переходными. Минимаксная аппроксимацияcremez. Нерекурсивный (в том числе с. ФЧХ и комплексными коэффициентами)Кусочно- линейная с переходными.
Минимаксная аппроксимация. Методы синтеза дискретных фильтров можно. При использовании аналогового.
В пакете Signal Processing. Оба метода в. результате дают рекурсивные дискретные фильтры. При использовании метода инвариантной. Частотная характеристика. По этой причине данный.
При этом частотный диапазон. Преобразование частотной оси. Данный метод реализуется с помощью. Кроме того, имеются. АЧХ Баттерворта. Чебышева первого и второго рода, а также Кауэра. Это соответственно. Все. эти функции могут использоваться и для расчета.
Признаком. дискретного варианта расчета является. Это соответственно функции buttord. Так же, как и функции. Признаком дискретного. В качестве примера синтезируем эллиптический. ФНЧ четвертого порядка с такими же параметрами. Гц, пульсации АЧХ в.
Б, и подавление сигнала в. Б). Частоту дискретизации. Гц. После синтеза построим. АЧХ и ФЧХ полученного фильтра с помощью. Fs = 1. 20. 00. . F0 = 3. 00. 0. . % частота среза.
Их, в свою очередь. К функциям прямого синтеза нерекурсивных. Функции, реализующие синтез фильтров путем. Фурье от желаемой АЧХ с.
АЧХ, появляющихся. Гиббса. Это функции fir.
Это функции firls. Последние две функции решают. АЧХ от заданной. Это. АЧХ вблизи переходных полос. Функции, реализующие минимаксную оптимизацию. АЧХ. получающегося фильтра от заданной.
В результате. получаются фильтры с равномерными пульсациями. АЧХ. К данной группе относятся функции remez. Ремеза. реализованный еще в самых первых версиях пакета. Signal Processing) и cremez (расширенный вариант.
ФЧХ. и с комплексными коэффициентами). Кроме того. функция remezord позволяет по заданным. АЧХ оценить требуемый порядок.
Ремеза. В качестве примера синтезируем методом Ремеза. ФНЧ 3. 2- го порядка с теми же. Гц, частота. дискретизации 1.
Гц). Начало полосы задерживания. Гц. После синтеза построим. АЧХ. полученного фильтра (ФЧХ фильтра линейна. АЧХ. выведем в линейном масштабе по вертикали, чтобы. Fs = 1. 20. 00. . F0 = 3. 00. 0. . .
F1 = 3. 50. 0. . . Яb = remez(3. 2, . Функция maxflat. предназначена для синтеза обобщенного фильтра. Баттерворта (у таких фильтров число нулей. Наконец, функция sgolay. Савицкого- Голея. Поскольку, как описывалось выше.
Савицкого- Голея обрабатывает отдельные. Поэтому функция sgolay. Кроме пакета Signal Processing, ряд функций синтеза. Communications и.
Filter Design. Слова . Однако это всего лишь взаимно- однозначное. Кроме. того, в ряде случаев нам известна некоторая. Методы спектрального анализа случайных.
В непараметрических. Параметрические. (parametric) методы предполагают наличие некоторой. Используется также термин . Кроме того, имеются.
Для определения спектральных характеристик. Черта. сверху обозначает усреднение по ансамблю. Кроме того, этот спектр можно выразить через. Как уже говорилось, при использовании. В. пакете Signal Processing реализованы три таких. Уэлча (Welch) и. метод Томсона (Thomson). Периодограммой (periodogram) называется оценка.
N. отсчетам одной реализации случайного. Если при расчете спектра. Соотношение (2) выполняется только при.
N. периодограммная оценка спектральной плотности. Кроме того, можно показать, что. N. С. ростом числа используемых отсчетов значения. В пакете Signal Processing вычисление периодограммы (в.
Для уменьшения изрезанности периодограммы. Если корреляционная функция сигнала. Применение весовой функции позволяет. Перекрытие сегментов.
Вычисления при использовании метода Уэлча (он. Метод Уэлча является наиболее популярным. Эти. функции конечной длительности обеспечивают. Помимо собственно спектральной. Для вычисления. вытянутых сфероидальных функций требуется.
Для. работы с такой базой (она представляет собой. MAT- файл с именем dpss. В качестве примера сформируем реализацию.