unwrap

位相角のシフト

構文

Q = unwrap(P)

Q = unwrap(P,tol)

Q = unwrap(P,[],dim)

Q = unwrap(P,tol,dim)

説明

Q = unwrap(P) は、ベクトル P 内のラジアン位相角をアンラップします。連続する角度の間の跳びが π ラジアン以上の場合、unwrap は跳びが π 未満になるまで ±2π の倍数を加算することによって角度をシフトします。P が行列の場合、unwrap は列方向に演算します。P が多次元配列の場合、unwrap はサイズが 1 より大きい最初の次元に作用します。

Q = unwrap(P,tol) は、P の要素間の跳びを、既定値の π ラジアンではなく跳びのしきい値 tol と比較します。跳びのしきい値を π 未満に指定すると、unwrap は既定の跳びのしきい値 π を使用します。

Q = unwrap(P,[],dim) は、次元 dim に沿ってアンラップします。

Q = unwrap(P,tol,dim) は、次元 dim に沿って、跳びのしきい値 tol を使用してアンラップします。

例

らせんの位相角の補正

位相角 0 ～ $6\pi$ を使用して、らせんの $$x$$ 座標と $$y$$ 座標を定義します。らせんをプロットします。

t = linspace(0,6*pi,201);
x = t/pi.*cos(t);
y = t/pi.*sin(t);
plot(x,y)

関数 atan2 を使用して、$$x$$ 座標と $$y$$ 座標から、らせんの位相角を求めます。関数 atan2 は、$-\pi$ ～ $\pi$ の閉区間にある角度値を返します。

P = atan2(y,x);
plot(t,P)

このプロットには不連続点のあることがわかります。unwrap を使用して不連続性を排除します。unwrap は、P の連続する要素間の位相差が跳びのしきい値である $\pi$ ラジアン以上の場合に、$\pm 2\pi$ の倍数を加算します。シフト後の位相角 Q は、区間 0 ～$6\pi$ にあります。

Q = unwrap(P);
plot(t,Q)

異なるしきい値を使用した位相角のシフト

周波数応答の位相角をシフトします。この位相曲線には 2 つの跳びがあります。最初の跳びは W = 3 と W = 3.4 の間の 3.4250 ラジアンで、2 番目の跳びは W = 5 と W = 5.4 の間の 6.3420 ラジアンです。位相曲線をプロットします。

clear; close all;
W = [0:0.4:3, 3.4:0.4:5, 5.4:0.4:7];
P = [-1.5723
     -1.5747
     -1.5790
     -1.5852
     -1.5922
     -1.6044
     -1.6269
     -1.6998
      1.7252
      1.5989
      1.5916
      1.5708
      1.5582
     -4.7838
     -4.8143
     -4.8456
     -4.8764
     -4.9002];
plot(W,P,'bo-')

unwrap で既定の跳びのしきい値 $$\pi$$ ラジアンを使用して、位相角をシフトします。シフト後の位相曲線をプロットします。両方の跳びは、跳びのしきい値 $$\pi$$ ラジアンより大きいため、シフトされます。

plot(W,unwrap(P),'ro-')

次に、跳びのしきい値に 5 ラジアンを使用して位相角をシフトします。シフト後の位相曲線をプロットします。最初の跳びは、跳びのしきい値 5 ラジアンより小さいため、シフトされません。

plot(W,unwrap(P,5),'ro-')

行列への位相シフトの適用

位相角を含む 2 列の行列 P を定義します。

P = [0 7.07; 0.19 0.98; 6.67 1.18; 0.59 1.37; 0.78 1.56]

P = 5×2

         0    7.0700
    0.1900    0.9800
    6.6700    1.1800
    0.5900    1.3700
    0.7800    1.5600

位相角 P(1,2) = 7.07 および P(3,1) = 6.67 には、残りのデータと比較して、$$\pi$$ より大きい位相差があります。

まず、要素を列単位で比較して、位相角をアンラップします。引数 dim を 1 に指定します。2 番目の引数を [] に指定することで、既定の跳びのしきい値 $$\pi$$ を使用します。

dim = 1;
P1 = unwrap(P,[],dim)

P1 = 5×2

         0    7.0700
    0.1900    7.2632
    0.3868    7.4632
    0.5900    7.6532
    0.7800    7.8432

列単位ではなく行単位で位相角をシフトするには、dim を 1 ではなく 2 に指定します。

dim = 2;
P2 = unwrap(P1,[],dim)

P2 = 5×2

         0    0.7868
    0.1900    0.9800
    0.3868    1.1800
    0.5900    1.3700
    0.7800    1.5600

入力引数

P — 入力配列

ベクトル | 行列 | 多次元配列

入力配列。ベクトル、行列または多次元配列として指定します。

データ型: single | double

tol — 位相シフトを適用するための跳びのしきい値

pi (既定値) | スカラー

位相シフトを適用するための跳びのしきい値。スカラーとして指定します。π 未満の跳びしきい値は、既定のしきい値 π と同じ効果になります。

データ型: single | double

dim — 演算の対象の次元

正の整数スカラー

演算の対象の次元。正の整数のスカラーとして指定します。値を指定しない場合、既定値は、サイズが 1 ではない最初の配列の次元です。

• unwrap(P,[],1) は P の列に沿って演算し、各列のシフト後の位相角を返します。

  

• unwrap(P,[],2) は P の行に沿って演算し、各行のシフト後の位相角を返します。

  

dim が ndims(P) より大きい場合、unwrap(P,[],dim) は P を返します。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64

出力引数

Q — シフト後の位相角

ベクトル | 行列 | 多次元配列

シフト後の位相角。ベクトル、行列または多次元配列として返されます。出力 Q のサイズは、常に入力 P のサイズと同じになります。

データ型: single | double

拡張機能

C/C++ コード生成

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

使用上の注意および制限:

• 行ベクトルの入力は、最初の 2 つの入力がベクトルで非スカラーの場合にのみサポートされています。

• 出力クラスで演算を実行します。そのため、異なる丸め誤差により、結果が MATLAB^® と一致しない場合があります。

スレッドベースの環境

MATLAB® の backgroundPool を使用してバックグラウンドでコードを実行するか、Parallel Computing Toolbox™ の ThreadPool を使用してコードを高速化します。

この関数はスレッドベースの環境を完全にサポートしています。詳細については、スレッドベースの環境での MATLAB 関数の実行を参照してください。

GPU 配列

Parallel Computing Toolbox™ を使用してグラフィックス処理装置 (GPU) 上で実行することにより、コードを高速化します。

unwrap 関数は、GPU 配列を完全にサポートします。GPU 上で関数を実行するには、入力データを gpuArray (Parallel Computing Toolbox) として指定します。詳細については、GPU での MATLAB 関数の実行 (Parallel Computing Toolbox)を参照してください。

分散配列

Parallel Computing Toolbox™ を使用して、クラスターの結合メモリ上で大きなアレイを分割します。

この関数は分散配列を完全にサポートしています。詳細については、分散配列を使用した MATLAB 関数の実行 (Parallel Computing Toolbox)を参照してください。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

参考

abs | angle | atan | atan2