Variable Pulse Generator

理想的な時変パルス信号を生成する

R2020b 以降

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ライブラリ:
Simulink / Discontinuities

説明

Variable Pulse Generator ブロックを使用して、理想的な変調パルス信号を作成します。

一般的には、ブロックの出力パルスは次のように記述されます。

$$y(t)=\{\begin{array}{cc}1& t_k<t<t_k+pw\\ 0& t_k+pw<t<t_{k+1}\end{array}$$

ここで pw は、出力パルス幅です。

パルス幅変調の詳細については、PWMを参照してください。

例

電圧制御発振器

この例では、Variable Pulse Generator ブロックを使用して理想的な電圧制御発振器をモデル化し、周波数の振動を作成する方法を説明します。

電圧制御発振器は入力調整電圧を使用して変動周波数の波形を生成します。小さい電圧範囲に対して、入力電圧 () と出力発振周波数 () 間の関係は比例しており、次のように表すことができます。

ここで、

• は Hz/V 単位の発振器感度です。

• は静止周波数、または での発振器のノミナル周波数です。

含まれる vco_using_vpg モデルで、望ましい発振周波数信号 F_{in}(t) は方程式 (1) に示す式を使用して生成されます。このモデルでは、調整電圧 は正弦波です。

端子

入力

D — デューティ比

スカラー

パルス P の目的のデューティ比。範囲 [0,1] 内のスカラーとして指定します。

データ型: double

P — 周期

スカラー

出力信号の連続するパルスの立ち上がりエッジ間の時間。値が小さいほど、周波数パルスは高くなります。

データ型: double

出力

Port 1 — 変調パルス信号

スカラー

入力デューティ比に対応する変調出力パルス信号

データ型: double

パラメーター

ゼロのパルス幅を許可 — 出力信号のゼロ振幅を許可

オフ (既定値) | オン

幅 0 のパルスをサポートするために出力パルス信号を許可するには、このパラメーターを有効にします。

メモ

このパラメーターを有効にすると、ブロックで直達が有効になります。これにより、モデル内で代数ループが発生する可能性があります。

固定の時間間隔で実行 — 連続時間または離散時間の動作を選択

連続 (既定値) | 離散

ブロックが連続または離散サンプリング モードで動作する必要があるかどうかを選択します。

可変ステップ ソルバーを使用してシミュレーションのパフォーマンスを改善するために、既定では、ブロックは [連続] サンプリング モードを使用します。

以下が必要な場合は、[離散] サンプリング モードを選択します。

• 固定ステップ ソルバーの使用

• コードの生成

• ブロックの出力のサンプリング

サンプリング レート — パルスの分解能の設定

0.1 (既定値) | スカラー

ブロックが入力デューティ比信号をサンプリングするレートを指定します。サンプリング レートは出力パルス信号の分解能になります。

依存関係

このパラメーターを使用するには、[サンプリング モード] が [離散] に設定されている必要があります。

ブロックの特性

データ型	double
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

アルゴリズム

連続サンプリング モード

時間 t_k から始まるパルスは、次のようになります。

$$y(t)=\{\begin{array}{cc}1& t_k<t<t_k+pw\\ 0& t_k+pw<t<t_{k+1}\end{array}$$

ここで pw はパルス幅です。特定の周期 P について、pw はデューティ比 D

$$pw=D(t_k)*P(t_k)$$

に比例します。

離散サンプリング モード

離散サンプリング モードでは、入力デューティ比信号は [固定の時間間隔で実行] パラメーターで指定されたレートでサンプリングされます。

指定されたサンプリング レート t_S について、幅 pw のパルスに必要なサンプル数は次のとおりです。

$$\begin{array}{l}{n}_{pw}=\begin{array}{cc}\lfloor \frac{D_k.P_k}{T_S}\rfloor & 0<n_{pw}<n_P\end{array}\\ n_P=\lfloor \frac{P}{T_S}\rfloor \end{array}$$

ここで、n_P は、周期 P のパルスをシミュレーションするために必要なサンプル数です。

ブロックのサンプリング レートが t_S= 0.25 P に設定されている周期 P のノミナル パルスについて考えます。パルスの 1 つの周期に必要なサンプル数は n_P= 4 です。したがって、入力デューティ比 D= 0.47 については、サンプル数 n _pw は負方向に丸められて $$\lfloor \frac{0.47P}{0.25}\rfloor$$= 1 となります。したがって、パルスは周期内の 4 つのサンプルのうち 1 つのサンプルで高くなります。

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。

量産品質のコードには推奨しません。組み込みシステムでよく見られる速度とメモリに関するリソースの制限と制約に関連します。生成されたコードには動的な割り当て、メモリの解放、再帰、追加のメモリのオーバーヘッド、および広範囲で変化する実行時間が含まれることがあります。リソースが十分な環境ではコードが機能的に有効で全般的に許容できても、小規模な組み込みターゲットではそのコードをサポートできないことはよくあります。

通常、量産コード生成をサポートする等価な離散ブロックに連続ブロックをマッピングするには、Simulink モデルの離散化の使用を検討してください。モデルの離散化を開始するには、Simulink^® エディターの [アプリ] タブにある [アプリ] で、[制御システム] の [モデルの離散化] をクリックします。1 つの例外は Second-Order Integrator ブロックで、モデルの離散化はこのブロックに対しては近似的な離散化を行います。

バージョン履歴

R2020b で導入

参考

PWM | Pulse Generator

トピック

• Pulse Width Modulation (Simscape Electrical)