面向信号处理的Simulink®应用
创建一个信号处理模型
课程概要
Signal Processing Blockset 6.0
库
采样
设置采样时间
奈奎斯特准则和混叠
信号支持和信号格式
基于采样的信号和基于帧的信号
信号通道和多通道信号
数据类型
统计、滤波、谱估计实例
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Simulink工作原理
每个Simulink模块都可以表示成输入信号 ,输出信号 以及内部状态
y
x
之间的关系,如下图所示:
u
输入
x
状态
y
输出
u
x
t
x
c
+
x
d
状态的导数
dx
x
'
c =
和离散状态 ,且
在某个时刻 ,Simulink模块的内部状态 由两部分组成:连续状态
x
=
uxt
,(
),
,离散状态
cx
y =
uxt
f
,(0
),
,此时输出信号
,连续
uxt
,(
,
)
。Simulink根据连
续状态导数方程进行积分运算,得到各个连续状态的数值,同时通过离散状
态方程计算离散状态的当前值。这样,Simulink就可以得到各个时刻的状态
及其输出信号,实现对仿真结果的求解。
x
d k =
1
+
f
d
f
u
3
Signal Processing Blockset
打开 Signal Processing Blockset 的方
法是在MATLAB的命令窗口中键入:
dsplib
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库
Signal Processing Sinks:包含多种时域和频域的示波器(scope
)和其它模块,用来记录信号或者在屏幕上显示信号。
Signal Processing Sources:包含多种模块,用来生成基于采样
的信号或者基于帧的信号,比如正弦波、随机信号。
Estimation:包含多种模块,用来执行信号或者参数的估计。这些模
块包括:线性预测、参数估计和功率谱估计。
Filtering:包含多种模块,用来设计和实现数字滤波器,比如自适应
滤波器、多速率滤波器、时变滤波器和频域滤波器。
Math Functions:包含多种模块,用来执行预定义的专用数学操作,
比如dB转换、矩阵和线性代数操作、多项式函数。
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库(续)
Platform Specific I/O:包含多种模块,用于执行32-bit Windows操
作平台支持的若干操作,比如:与音频设备进行读写音频数据的操
作。
Quantizers:包含多种模块,用于执行数据的预处理和后置处理,比
如:量化器、均匀编解码器。
Signal Management:包含多种对信号进行操作的模块,比如:缓冲
器(buffer),选择器(selector),开关(switch),计数器
(counter)。
Signal Operations:包含多种对信号进行基本操作的模块,比如:卷
积、重采样、延迟、 解卷绕(unwrapping) 、零极点、加窗。
Statistics:包含多种进行统计信号处理的模块,比如:相关、最大
值、均值、标准方差和方差。
Transforms:包含多种模块,用于把信号转换到其它域中进行分析,
比如:FFT、离散余弦变换、小波变换。
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采样
模拟信号源:
电磁、音频、声纳和生物医学
采样
nx
)(
=
a nT
x
(
s
)
离散信号 模拟信号 采样时间
>> sampling
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混叠
香农采样定理:
f
2>
M
f
s
f
s
2>
f
M
f
s
2≤
f
M
原始信号和采样信号有相同的
频率
>> sampling_15hz
>> sampling_slow
采样信号混叠入(1/2×原始频
率)
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