Unwrap

信号位相のアンラップ

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ライブラリ:
DSP System Toolbox / Signal Operations

説明

Unwrap ブロックは、各チャネル要素に適切な 2π の倍数を加算または減算することで、入力の各チャネルをします。このブロックでは、[許容誤差] パラメーターの値よりも大きな位相の不連続が認識されます。位相のアンラップの詳細については、位相のアンラップの定義を参照してください。

例

Unwrap Signal

Basic unwrapping using the Unwrap block.

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端子

入力

Port_1 — 信号入力

スカラー | ベクトル | 行列

アンラップする信号入力。スカラー、ベクトルまたは行列として指定します。入力にはラジアン位相のエントリがなければなりません。

データ型: single | double

出力

Port_1 — 信号出力

スカラー | ベクトル | 行列

アンラップされた信号出力。スカラー、ベクトルまたは行列として返されます。

このブロックでは入力のサイズと次元が保持され、出力端子のレートは入力端子のレートと等しくなります。

データ型: single | double

パラメーター

許容誤差 (ラジアン) — ジャンプ サイズ

pi (既定値) | スカラー値

ブロックが真の位相の不連続として認識するジャンプ サイズ。適正な信号機能の変更を避けるために、既定値は (小さな値ではなく) π に設定されています。このブロックの感度を高めるには、[許容誤差] を π よりわずかに小さい値に設定します。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | uint8 | uint16 | uint32

入力処理 — 入力を処理する方法

チャネルとしての列 (フレーム ベース) (既定値) | チャネルとしての要素 (サンプル ベース)

ブロックで入力を処理する方法を指定します。これらのパラメーターは、以下のいずれかのオプションに設定することができます。

• チャネルとしての列 (フレーム ベース) (既定の設定) — このオプションを選択すると、ブロックは入力の各列を別々のチャネルとして扱います。

• チャネルとしての要素 (サンプル ベース) — このオプションを選択する場合、ブロックは入力の各要素を別々のチャネルとして扱います。

各入力フレームで初期位相をゼロにリセット — 連続するフレームのチェック

off (既定値) | on

このパラメーターをオフにすると、ブロックは入力フレーム間の境界を無視し、新しい入力が受信されるたびに初期位相値を 0 にリセットしません。このモードでは、ブロックは入力の各列のデータを継続的にアンラップします。

次の図は、このパラメーターをオフにした場合にブロックがデータをアンラップする方法を示しています。

このパラメーターをオンにすると、ブロックは入力データの各フレームを別々に扱い、新しい各入力フレームの初期位相値をリセットします。

次の図は、このパラメーターをオンにした場合にブロックがデータをアンラップする方法を示しています。

詳細については、フレームベースの処理を参照してください。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[入力処理] パラメーターを [チャネルとしての列 (フレーム ベース)] に設定します。サンプル ベース処理モードでは、ブロックは新しい各入力の初期位相値を 0 にリセットしません。詳細については、サンプルベースの処理を参照してください。

ブロックの特性

データ型	double | single
直達	いいえ
多次元信号	いいえ
可変サイズの信号	いいえ
ゼロクロッシング検出	いいえ

詳細

位相のアンラップの定義

位相のアンラップまたはアンラップは、多くの場合、信号の元の位相を再構成するために使用されるプロセスです。アンラップ アルゴリズムでは、図で示しているように、適切な 2π の倍数を各位相の入力に追加して元の位相値を復元します。このブロックによって使用されるアンラップ アルゴリズムの詳細については、アンラップ方法を参照してください。

多くの場合、信号の位相を計算するアルゴリズムは、–π と π の間の位相を出力するだけです。たとえば、こうしたアルゴリズムは sin(2π + 3) の位相を 3 と計算します。これは、sin(3) = sin(2π + 3) であり、実際の位相 2π + 3 は –π と π の間ではないためです。こうしたアルゴリズムは、sin(–4π + 3) および sin(16π + 3) の位相も 3 と計算します。

アンラップ方法

Unwrap ブロックでは、連続する各チャネル要素に 2πk を加算し、各 "位相ジャンプ" で k を更新することで、入力行列または入力ベクトルの各チャネルをアンラップします。位相ジャンプは、2 つの隣接する位相値のエントリの差分が [許容誤差] パラメーターの値を超えた場合に発生します。

次のコードは、ブロックが特定の入力チャネル u のデータをアンラップする方法を示しています。

k=0; % initialize k to 0
i=1; % initialize the counter to 1
alpha=pi; % set alpha to the desired Tolerance. In this case, pi

for i = 1:(size(u)-1)
    yout(i,:)=u(i)+(2*pi*k); % add 2*pi*k to ui
    if((abs(u(i+1)-u(i)))>(abs(alpha)))  %if diff is greater than alpha, increment or decrement k
               
        if u(i+1)<u(i)   % if the phase jump is negative, increment k
            k=k+1;
        else             % if the phase jump is positive, decrement k
            k=k-1;
        end
    end
end
yout((i+1),:)=u(i+1)+(2*pi*k); % add 2*pi*k to the last element of the input

フレームベースの処理

[入力処理] パラメーターを [チャネルとしての列 (フレーム ベース)] に設定して、フレームベース処理を実行するようにブロックを構成した場合、ブロックは 2 つの異なるアンラップ モードをサポートします。どちらのモードでも、ブロックは各入力チャネルの要素に 2πk を加算し、位相の不連続ごとに k を更新します。2 つのモード間の差異は、ブロックが初期位相値 (k) を 0 にリセットする頻度です。フレームの境界を越えてデータをアンラップすること (既定の設定)、あるいは新しい入力フレームを受信するたびに初期位相値をリセットすることで入力フレーム内でのみアンラップすることを選択できます。

フレームの境界を越えたアンラップ

既定のモードでは、ブロックは入力フレーム間の境界を無視し、初期位相値を 0 にリセットすることなく各チャネル内のデータをアンラップし続けます。このモードを指定するには、[Reset initial phase to zero for each input frame] パラメーターをオフにします。次の図は、このモードでブロックがデータをアンラップする方法を示しています。

フレーム内でのアンラップ

[Reset initial phase to zero for each input frame] パラメーターをオンにすると、ブロックは入力データの各フレームを別々に扱います。このモードでは、ブロックは、新しい入力フレームが受信されるたびに初期位相値を 0 にリセットします。次の図は、このモードでブロックがデータをアンラップする方法を示しています。

サンプルベースの処理

[入力処理] パラメーターを [チャネルとしての要素 (サンプル ベース)] に設定して、サンプル ベースの処理を実行するようにブロックを構成すると、ブロックは入力の各要素を個別のチャネルとして扱います。ブロックは入力の各チャネル内のデータをアンラップし、新しい入力が受信されるたびに初期位相を 0 にリセットしません。次の図は、サンプル ベースの処理でブロックがデータをアンラップする方法を示しています。

拡張機能

C/C++ コード生成

Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

生成されたコードは特定の条件下で関数 memcpy または関数 memset (string.h) に依存します。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

参考

関数

• unwrap