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pwm生成方式_labview生成频率可调的信号

作者:上犹日期:

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  • 如何使用计算机生成复杂的模拟波形
  • 计算机如何实现模拟量的输入和输出
  • 看到的波形是连续的,则程序中的数据是模拟信号吗
  • 计算机产生的数字信号,而中继器是模拟设备,放大模拟信号,这如何解释呢?
  • 一、如何使用计算机生成复杂的模拟波形

    本文介绍Scilab代码,允许您从PC的耳机插孔生成I / Q,噪声和线性调频信号。


    在我之前的文章中,我们讨论了如何通过一种技术将计算机用作任意波形发生器,在这种技术中,数字信号在Scilab或MATLAB等计算程序中生成,然后通过计算机的音频硬件转换为模拟信号。这是生成具有容易调节的频率和幅度的模拟信号的简便方法。


    然而,音频硬件(非常合理地)设计用于音频,因此我们必须接受有限的带宽。我们当然不会直接从耳机插孔产生RF信号。


    前一篇文章提供了用于生成基本正弦曲线和三角波的Scilab代码。在本文中,我想使用一些比我们迄今为止所介绍的更有趣的信号来进一步探索这个主题。


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    生成I / Q信号


    我已经写了很多关于I / Q信号使用的文章。Scilab DSP系列中的两篇文章提供了有关特定应用环境中I / Q信号的优点和实现细节的详细信息,AAC RF教科书中的这一页解释了如何通过改变幅度来实现相位调制。 I / Q信号然后将它们加在一起。最重要的是,I / Q技术是信号处理的基本方面,可以大大提高通信系统的性能。


    话虽这么说,我很高兴在某些时候人们坚持要有两个独立的通道 - 即左右音频系统。并不是因为改进的聆听体验(我更喜欢直接来自乐器的音乐),但是因为左右声道提供了实现I / Q信号生成的便捷方式。


    到目前为止,sound()函数的输入参数是一个数组(或使用Scilab的术语,一个向量)。该阵列包含一系列与一个信号对应的值,并且这一个信号将被发送到两个音频通道。然而,输入参数也可以是由两个阵列组成的矩阵,并且在这种情况下,对应于第一阵列的信号变为左音频,而对应于第二阵列的信号变为右音频。以下Scilab命令为您提供了使用sound()函数生成I / Q信号的示例。


    SignalFrequency = 441;


    SamplingFrequency = 22.05e3;


    Samples_per_Cycle = SamplingFrequency/SignalFrequency;


    n = 0:(Samples_per_Cycle-1);


    Signal_OneCycle_I = cos(2*%pi*n / (SamplingFrequency/SignalFrequency));


    Signal_OneCycle_Q = sin(2*%pi*n / (SamplingFrequency/SignalFrequency));


    CycleDuration = (1/SamplingFrequency) * length(n);


    FullSignal_I = 0;


    FullSignal_Q = 0;


    for k=1:(10/CycleDuration)


    > FullSignal_I = [FullSignal_I Signal_OneCycle_I];


    > FullSignal_Q = [FullSignal_Q Signal_OneCycle_Q];


    > end


    FullSignal_IQ = [FullSignal_I; FullSignal_Q];


    sound(FullSignal_IQ)


    如何使用计算机生成复杂的模拟波形

    制造噪音


    许多电气工程师将其生命的很大一部分用于抑制噪音。因此,故意制造噪音是很奇怪的——甚至是宣泄性的。但是,宣泄性不是产生噪声信号的唯一原因。它还可以帮助您确定电路如何响应特定类型的噪声。


    假设您有一个传感器电路,偶尔会受到附近设备的高频干扰。要确定此噪声将如何影响传感器放大器的输出,您可以对Scilab中的噪声进行建模,并将其叠加在类似于放大器输入信号的波形上。然后可以将噪声输入信号的该数字版本转换为模拟波形并传送到实际放大器电路。


    以下Scilab命令提供了噪声信号生成的示例。输入信号是110.25 Hz三角波,噪声由2 kHz和3.5 kHz的两个较小幅度的正弦波组成。


    SignalFrequency = 110.25;


    SamplingFrequency = 22.05e3;


    Samples_per_Cycle = SamplingFrequency/SignalFrequency;


    n = 0:(Samples_per_Cycle-1);


    CycleDuration = (1/SamplingFrequency) * length(n);


    LowerLimit = -1;


    UpperLimit = 1;


    StepSize = (UpperLimit - LowerLimit)/(length(n)/2);


    UpwardRamp = LowerLimit:StepSize:(UpperLimit - StepSize);


    DownwardRamp = UpperLimit:-StepSize:(LowerLimit + StepSize);


    TriangleWave_OneCycle = [UpwardRamp DownwardRamp];


    TriangleWave_Full = 0;


    NoiseFrequency1 = 2e3;


    NoiseFrequency2 = 3.5e3;


    NoiseComponent1 = 0.1*sin(2*%pi*n / (SamplingFrequency/ NoiseFrequency1));


    NoiseComponent2 = 0.1*sin(2*%pi*n / (SamplingFrequency/ NoiseFrequency2));


    NoisySignal_OneCycle = TriangleWave_OneCycle + NoiseComponent1 + NoiseComponent2;


    NoisySignal_Full = 0;


    for k=1:(10/CycleDuration)


    > NoisySignal_Full = [NoisySignal_Full NoisySignal_OneCycle];


    > end


    sound(NoisySignal_Full)


    如何使用计算机生成复杂的模拟波形如何使用计算机生成复杂的模拟波形

    线性调频信号


    确定物理电路的频率响应的便利方式是提供频率快速增加(或减小)的输入信号。然后,您可以在示波器上查看输出波形并观察频率和振幅之间的关系,甚至可以通过测量不同频率的振幅并绘制结果来创建波特图。


    表现出这种有意,稳定的频率增加或减少的波形称为线性调频信号(其他选项是“扫描信号”和“频率扫描信号”)。使用模拟电路创建易于调节的线性调频信号并不是我所说的直接任务,但我们的Scilab / MATLAB到模拟系统使设计过程快速且相对简单。


    下面给出的Scilab命令将产生一个以10 Hz开始并以大约10 kHz结束的线性调频信号。增加频率的方法如下:


    关于使用Scilab和典型的PC耳机插孔生成了一些有趣的模拟波形的后续内容请打开下面链接进行查看:https:///application/communication/201904/74989.html


    二、计算机如何实现模拟量的输入和输出

    IW是指外部设备的地址,外设,最通常意义的讲就是指模拟量输入输出了;一般是这样定义外部设备和普通的输入输出i/o,

    普通的I/O是什么? 最通常意义来讲当然是指CPU集成的I/O或者后面扩展数量字I/O模块的地址;

    两者有什么区别?
    1、I/O区可以对“位”寻址,而PI和PQ区不能,PI和PQ最小寻址单位是BYTE,如PIB256、PQW300...
    2、I/O区,按西门子的定义应该叫“过程映像区”,本身这个过程映像区自己也是带有外设地址的!比如IB0,它对应一个PIB0, 它俩不同之处在于每个PLC扫描周期的开始,系统会将PIB0里的数据刷新到IB0内, 然后在接下来的一个扫描周期之内,IB0的数据均保持不变(当然,如果调用SFC在程序内刷新输入端口,那又当别论),而PIB0则是实时的,即完全物理意义上的端口! 所以我们看到一些S7-300标出最大I/O寻址为1024位,算算看,一块CPU带四个机架,每个机架装满八个模块, 每个模块最大32点,那么4*8*32=1024位=128BYTE ... ...超过这个以后就是外设通道了,就只能以PI或者Q来表示了,而且这就意味着不对直接对“位”寻址了! 如果你非要对位寻址,怎么办? 很好办:
    L PIB256
    T MB0
    那么MB0里的位就对应了PIB256的八位。

    还有S7-300中的PIW好象不能直接读取,若想读,应该将PIW赋给中间变量MW,然后读MW。

    产品名称: AEA 300模拟量输入模块(电流信号) 产品简述: EHSY西域品质提供的AEA 300模拟量输入模块(电流信号):

    模拟量输入模块将外部模拟量信号转换为控制器中所识别的信号;

    该模块适用于电流量程范围为±20mA的传感器;

    信号线与相应的前连接器连接;

    并可标记代码;

    该模块可通过STEP7编程软件的硬件配置完全参数化;

    该模块的硬件无需设置;

    作为众多知名品牌的合作伙伴,EHSY西域以其优良的品质和服务来保证阁下员工的职业健康,安全环境和美好未来。

    产品提示: AEA 300模拟量输入模块(电流信号)-模拟量输入模块|PLC输入模块|PLC输入单元|PLC ,EHSY西域提供的AEA 300模拟量输入模块(电流信号)-模拟量输入模块|PLC输入模块|PLC输入单元|PLC ,可靠保证阁下AEA 300模拟量输入模块(电流信号)-模拟量输入模块|PLC输入模块|PLC输入单元|PLC,作为高品质AEA 300模拟量输入模块(电流信号)-模拟量输入模块|PLC输入模块|PLC输入单元|PLC 提供商,我们向全球客户(其中也包括上海,广州,广东,北京,深圳,天津,苏州,西安,东莞,成都,重庆,武汉,昆山,杭州, 南京等地)提供AEA 300模拟量输入模块(电流信号)-模拟量输入模块|PLC输入模块|PLC输入单元|PLC

    700-331-4MA20;输出点数:8;报警:过载报警:参数表示;诊断报警:通道0、通道2;诊断:红色LED错误组群显示;额定负载电压L+/L:DC 24V;极性保护:有;输入范围:电流,4DMU: ±3.2 mA/25Ω,±10mA/25Ω,0…20 mA/25Ω,4…20 mA/25Ω,±20mA/25Ω;电流,2DMU:4…20 mA/25Ω;允许输入电流:40mA;隔离背板总线:有;转换时间/分辨率(单通道):积分时间:2.5/16.6/20/100ms;抗干扰:400/60/50/10Hz;分辨率(基于积分时间):9/12/12/14Bit +SG;操作限值: ±0.6%;25℃时报错:±0.5%;电流消耗:内部(背板总线):120 mA;外部(+24V):200mA;功能(额定状态):7W;前连接器:20针;环境温度:工作状态:0℃…60℃;运输及存储:-25℃…75℃;品牌:Helmbolz;8路输入,电流信号

    三、看到的波形是连续的,则程序中的数据是模拟信号吗

    【数字信号定义】
      数字信号指自变量是离散的、因变量也是离散的信号,这种信号的自变量用整数表示,因变量用有限数字中的一个数字来表示。在计算机中,数字信号的大小常用有限位的二进制数表示。
      由于数字信号是用两种物理状态来表示0和1的,故其抵抗材料本身干扰和环境干扰的能力都比模拟信号强很多;在现代技术的信号处理中,数字信号发挥的作用越来越大,几乎复杂的信号处理都离不开数字信号;或者说,只要能把解决问题的方法用数学公式表示,就能用计算机来处理代表物理量的数字信号。
      【模拟信号定义】
      模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息,模拟信号其特点是幅度连续(连续的含义是在某一取值范围内可以取无限多个数值)。模拟信号,其信号波形在时间上也是连续的,因此它又是连续信号。模拟信号按一定的时间间隔T抽样后的抽样信号,由于其波形在时间上是离散的,但此信号的幅度仍然是连续的,所以仍然是模拟信号。电话、传真、电视信号都是模拟信号。
      信号抽样后时间离散,但辐值不离散。常见的抽样信号是周期矩形脉冲和周期冲激脉冲抽样。模拟信号在整个时间轴上都是有定义的,在“没有幅值”的区域的意义是幅值为零。而离散时间信号只在离散时刻上才有定义,其他地方没有定义,和幅值为零是不同概念,这两种信号在时间轴看上去很相似,其实是以不同类型的系统为基础的两种有本质区别的信号。直观的说,离散时间信号的横轴可以认为已经不代表时间了。
      【二者区别】
      不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输:模拟数据(模拟量)一般采用模拟信号,例如用一系列连续变化的电磁波(如无线电与电视广播中的电磁波),或电压信号(如电话传输中的音频电压信号)来表示;数字数据(数字量)则采用数字信号,例如用一系列断续变化的电压脉冲(如我们可用恒定的正电压表示二进制数1,用恒定的负电压表示二进制数0),或光脉冲来表示。 当模拟信号采用连续变化的电磁波来表示时,电磁波本身既是信号载体,同时作为传输介质;而当模拟信号采用连续变化的信号电压来表示时,它一般通过传统的模拟信号传输线路(例如电话网、有线电视网)来传输。 当数字信号采用断续变化的电压或光脉冲来表示时,一般则需要用双绞线、电缆或光纤介质将通信双方连接起来,才能将信号从一个节点传到另一个节点。
      【二者联系】
      模拟信号和数字信号之间可以相互转换:模拟信号一般通过PCM脉码调制方法量化为数字信号,即让模拟信号的不同幅度分别对应不同的二进制值,例如采用8位编码可将模拟信号量化为2^8=256个量级,实用中常采取24位或30位编码;数字信号一般通过对载波进行移相(Phase Shift)的方法转换为模拟信号。计算机、计算机局域网与城域网中均使用二进制数字信号,21世纪在计算机广域网中实际传送的则既有二进制数字信号,也有由数字信号转换而得的模拟信号。但是更具应用发展前景的是数字信号。

    四、计算机产生的数字信号,而中继器是模拟设备,放大模拟信号,这如何解释呢?

    计算机内部运行是用的数字信号,但在远程传送时,用的是模拟信号,通过TTL载波等方法。

    主要是与离散的数字信号相对的连续的信号。模拟信号分布于自然界的各个角落,如每天温度的变化,而数字信号是人为的抽象出来的在时间上不连续的信号。电学上的模拟信号是主要是指幅度和相位都连续的电信号,此信号可以被模拟电路进行各种运算,如放大,相加,相乘等。

    扩展资料:

    中继器实际上是一个信号再生器,其主要作用是检测由某个端口接收的输入信号,将其恢复为原始的波形和振幅,然后以最小的延迟将这些经过重整(重定时和恢复)的信号重新发送到接收端口之外的其他各个端口。中继器的工作对与其连接的工作站是“透明”,因为两个站点彼此通信时不必知道他们是直接相连还是要通过一个或几个中继器相连。

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