Суперпозиция генераторов

Суперпозиция генераторов — компонент. Позволяет создавать результирующий сигнал, из набора входных (пилообразного, импульсного и других). Служит для создания новых, требуемой формы сигналов.

Внешний вид компонента

Режим проектировщика Режим оператора
Суперпозиция генераторов - Режим проектировщика Не имеет

Параметры:

Входные

  • Синус — служит для подключения синусоидального сигнала;
  • Радиоимпульс — служит для подключения радиоимпульсного сигнала;
  • Шум — служит для подключения шумового сигнала;
  • ЛинЧМ — служит для подключения линейного частотно-модулированного сигнала;
  • ЛогЧМ — служит для подключения логарифмически частотно-модулированного сигнала;
  • Импульс — служит для подключения сигнала, состоящего из прямоугольных импульсов;
  • Файл — служит для подключения сигнала, воспроизводимого из файла;
  • Синус2 — служит для подключения дополнительного синусоидального сигнала;
  • АМ — служит для подключения амплитудно-модулированного сигнала;
  • ЧМ — служит для подключения частотно-модулированного сигнала;
  • Пила — служит для подключения пилообразного сигнала;
  • Вход — служит для подключения Виртуального канала или Измерительного канала;
  • Баркер — служит для подключения генератора сигнала по кодам Баркера.

Выходные

  • Канал — канал генератора, сгенерированного по заданным параметрам сигнала.

Настраиваемые свойства:

Общие свойства (окружение)

Частные свойства (в скобках значение, установленное по умолчанию):

  • Number (0) — номер генератора в системе, начиная с нулевого;
  • DeviceType () — тип устройства: ZET 210; ZET 220; ZET 230; ZET 240; ZET017-U2; ZET017-U4/8;
  • SerialNumber (0) — серийный номер устройства.

Программирование

При использовании компонента в сценарии и программируемом компоненте (скрипте) необходимо учитывать диапазоны значений подаваемых на входные ножки компонента, диапазоны значений свойств компонента, а также диапазоны значений параметров методов компонента.

Параметры:

Входные

  • Синус — первый канал для подключения синусоидального сигнала;
  • Радиоимпульс — второй канал для подключения радиоимпульсного сигнала;
  • Шум — третий канал для подключения шумового сигнала;
  • ЛинЧМ — четвертый канал для подключения линейного частотно-модулированного сигнала;
  • ЛогЧМ — пятый канал для подключения логарифмически частотно-модулированного сигнала;
  • Импульс — шестой канал для подключения сигнала, состоящего из прямоугольных импульсов;
  • Файл — седьмой канал для подключения сигнала, воспроизводимого из файла;
  • Синус2 — восьмой канал для подключения дополнительного синусоидального сигнала;
  • АМ — девятый канал для подключения амплитудно-модулированного сигнала;
  • ЧМ — десятый канал для подключения частотно-модулированного сигнала;
  • Пила — одиннадцатый канал для подключения пилообразного сигнала;
  • Вход — двенадцатый канал для подключения виртуального канала или измерительного канала;
  • Баркер — тринадцатый канал для подключения генератора сигнала по кодам Баркера.

Настраиваемые свойства:

Общие свойства (окружение)

Частные свойства (в скобках значение, установленное по умолчанию):

  • LONG Number — установка и чтение номера генератора в системе (от 0 до 12);
  • BSTR DeviceType — установка типа устройства: ZET 210; ZET 220; ZET 230; ZET 240; ZET017-U2; ZET017-U4/8 (строка);
  • LONG SerialNumber — установка и чтение серийного номера устройства (число).

Математическое описание

В 50 – 60-е годы XX столетия были разработаны целые классы дискретных сигналов с совершенными корреляционными свойствами.

Автокорреляционная функция фазомодулированных сигналов имеет вид типичный для всех типов широкополосного сигнала. Нормированная автокорреляционная функция состоит из центрального (основного) типа с амплитудой 1, размещенного на интервале (-τ, τ) и боковых (фоновых) максимумов, распределенных на интервале (-Τ, τ) и (τ, Τ).

Амплитуды боковых типов принимают различные значения, но у сигналов с “хорошей” корреляцией они малы, т.е. существенно меньше амплитуды центрального пика. Отношение амплитуды центрального пика (в данном случае 1) к максимальной амплитуде боковых максимумов называют коэффициентом подавления К. Для произвольных широкополосных сигналов с базой В

Формула

Для фазомодулированных широкополосных сигналов Формула. Пример автокорреляционной функции широкополосного сигнала дан на рисунке 2. Величина К существенно зависит от вида кодовой последовательности А. При правильном выборе закона формирования А можно добиться максимального подавления, а в ряде случаев – равенства амплитуд всех боковых максимумов.

Сигналы Баркера имеют спектры мощности, наименее уклоняющиеся (в квадратичном смысле) от спектра единичного дискрета. Их автокорреляционные функции соответственно приближаются к автокорреляционной функции дискрета. Ниже приводятся таблица кодов Баркера.

N k Уровень
боковых
лепестков
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2 +1 -1
3 +1 +1 -1 -1/3
4 +1 +1 -1 1/4
5 +1 +1 +1 +1 1/5
7 +1 +1 +1 -1 +1 -1 -1/7
11 +1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 -1 +1 -1 -1/11
13 +1 +1 +1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 1/13

Кодовая последовательность сигнала Баркера состоит из символов ±1 и характеризуется нормированной автокорреляционной функцией вида:

Формула– (1)

ГдеФормула

Знак в последней строчке зависит от величины N. На рисунках 1-2 показаны фазомодулированный сигнал, его комплексная огибающая и автокорреляционная функция семизначного кода Баркера.

Из (1) следует, что одна из особенностей сигнала Баркера — равенство амплитуд всех (N-1) боковых максимумов АКФ, и все они имеют минимально возможный уровень, не превышающий 1/N. В таблице 1 приведены известные кодовые последовательности Баркера и их уровни боковых типов АКФ. Кодовые последовательности, обладающие свойствами B(τ), для N > 13 не найдены.

Автокорреляционная функция семизначного кода Баркера.

Рис.1 – Автокорреляционная функция семизначного кода Баркера.

Фазомодулированный сигнал, б) его комплексная огибающая.

Рис.2 –а) Фазомодулированный сигнал, б) его комплексная огибающая.

Коды Баркера обладают наилучшими среди известных псевдослучайных последовательностей свойствами шумоподобности, что и обусловило их широкое применение: именно они используются в протоколе беспроводных сетей IEEE 802.11. В протоколах семейства 802.11 используется код Баркера длиной в 11 чипов (11100010010). Для того чтобы передать сигнал логическая единица передается прямой последовательностью Баркера, а логический нуль – инверсной последовательностью.

Пример

Проект в SCADA ZETView

Суперпозиция генераторов - Пример
В этой схеме компонент Суперпозиция генераторов создает результирующий сигнал, состоящий из суммы синусоидального и импульсного сигналов. Для создания данных сигналов используются компоненты Синусоидальный сигнал и Импульсный сигнал. Селекторы нужны для установки значений частоты. Многоканальный осциллограф служит для графического отображения полученного сигнала. Данный компонент используется для создания различных проектов, в том числе таких как усилитель заряда.

Результат работы проекта
Суперпозиция генераторов - Результат работы проекта