В системах, использующих микроконтроллеры для измерений, обработки сигналов с датчиков или управления, иногда требуется определить минимальную или максимальную величины данных. Например, в системах обнаружения объектов, таких как радары и сонары, микроконтроллер принимает эхо сигналы от различных целей и должен определить самую близкую цель, другими словами он должен определить минимальную дистанцию. Другим примером могут служить самонастраивающиеся системы, в которых микроконтроллер собирает данные и должен определить их максимальное и минимальное значения. Простой способ определения минимального и максимального значения подразумевает использование микроконтроллера, IC1, который принимает данные от N источников (Рис.1). Данные должны быть в 8-битном формате. Для упрощения процесса, будем считать данные целыми однобайтовыми числами. Другими словами, значения данных могут быть в диапазоне от 0 до 255. В большинстве случаев, такой диапазон обеспечивает приемлемые результаты. Такие же ограничения наложим и на количество источников данных. Если необходима большая точность или большее количество источников данных, можно использовать два или более байтов при соответствующем усложнении программы.
Существуют два подхода к поиску минимального/максимального значения. При первом, в памяти микроконтроллера сперва накапливаются принимаемые данные, а потом они обрабатываются для определения максимального и минимального значения. При втором подходе, микроконтроллер обрабатывает данные сразу после их получения .
Программа, реализующая первый подход, приведена в Listing 1. Предполагается, что массив данных с N=8 находится в памяти микроконтроллера. Для учебных целей, эта часть программы показана в Listing 1 в строках 8, 9 и с 17 по 21, где контроллер загружает регистры данных значениями из предварительно созданной таблицы. В реальной жизни вы должны загрузить в память данные, полученные от источников, до вызова программы. Для поиска минимального значения используется алгоритм «пузырьковой фильтрации». Согласно алгоритму, поиск начинается с конца массива данных в памяти. В конце работы индексный регистр (Х) обнуляется. Если вам необходимо найти не минимальное, а максимальное значение, вам необходимо изменить всего одну команду в строке 28.
При втором подходе, микроконтроллер ожидает ввода значения в регистр данных, и после получения приступает к его обработке (Listing 2). При таком подходе нет необходимости в использовании массива памяти. Этот вариант программы имеет два свойства: первое, он одновременно находит минимальное и максимальное значения поступающих данных и сохраняет их в переменных DATAmin и DATAmax; второе, программа считает данные, равные 0, как отсутствие данных. Таким образом, возможный диапазон значений данных составляет от 01h до ffh.
Для этого проекта вы можете использовать недорогой, однократно программируемый микроконтроллер MC68HC705KJ1. Примеры программ написаны на языке ассемблера для этого микроконтроллера. В то же время, алгоритм настолько прост, что может быть реализован на любом языке и практически для любого микроконтроллера.
1. Интегральные энергетические параметры периодического сигнала
Мгновенное значение
сигнала U(t)
– значение сигнала в заданный момент
времени.
Мгновенные значения
сигнала (рис. 2.1) можно наблюдать на
экране осциллографа или другого прибора,
предназначенного для наблюдения формы
сигналов в реальном масштабе времени.
-
a)
б)
Рис.
2.1. Основные характеристики
симметричного
(а) и несимметричного (б) периодических
сигналов
Максимальное значение
сигнала Umax
– наибольшее мгновенное значение
сигнала на протяжении заданного интервала
времени (как правило, за период).
Минимальное значение
сигнала Umin
– наименьшее мгновенное значение
сигнала на протяжении заданного интервала
времени (как правило, за период). Как
минимальное, так и максимальное значение
сигнала может быть и положительным, и
отрицательным. В приведенных примерах,
как видно из рисунков, максимальное
значение напряжения положительное в
обоих случаях, а минимальное в обоих
случаях отрицательное.
Постоянная составляющая
сигнала U0
– среднее за период значение сигнала:
.
(2.1)
С геометрической
точки зрения это как бы значение
напряжения некоторого постоянного
тока, создающего с осью времени
прямоугольник, площадь которого равна
суммарной площади, ограниченной реальной
кривой сигнала и осью времени за один
и тот же период Т;
суммирование производится с учетом
знака (ниже оси площадь отрицательна).
Нетрудно видеть, что для симметричных
сигналов (например, синусоидальных)
.
Переменная составляющая
сигнала U~ – разность
между мгновенным значением сигнала и
его постоянной составляющей, то есть
U~(t)
= U(t)
– U0. (2.2)
Пиковое отклонение
«вверх» (
)
− наибольшее мгновенное значение
переменной составляющей сигнала на
протяжении заданного интервала времени.
Пиковое отклонение
«вниз» (
)
− наименьшее мгновенное значение
переменной составляющей сигнала на
протяжении заданного интервала времени,
взятое по модулю.
Для симметричных
относительно оси времени сигналов
используют термин амплитуда
(2.3)
Для несимметричных
сигналов термин «амплитуда» неприменим.
Размах сигнала Uр
– разность
между максимальным и минимальным
значениями сигнала на протяжении
заданного интервала времени:
(2.4)
Средневыпрямленное
значение сигнала Uсв
– среднее
значение модуля сигнала |U(t)|
(2.5)
Геометрически
средневыпрямленное значение сигнала
– это сумма площадей, ограниченная
кривой над и под осью времени за период.
При этом подразумевается, что операция
нахождения Uсв
осуществляется с помощью двухполупериодного
выпрямителя. При однополярном измеряемом
напряжении Uсв
= U0.
При разнополярном Uсв
U0.
Среднее квадратическое
значение сигнала U – корень
квадратный из среднего значения квадрата
сигнала:
(2.6)
Для синусоидального
сигнала это как бы значение некоторого
эквивалентного напряжения постоянного
тока, который выделяет на нагрузке такую
же мощность, как и переменный ток на той
же нагрузке.
Среднее квадратическое
значение − основное значение для
сигналов переменного тока, так как оно
определяет мощность сигнала, а в конечном
итоге именно мощностью оценивается
эффективность сигнала. Поэтому, если
говорится о значении напряжения сигнала,
и не делается дополнительных оговорок,
то имеется в виду среднее квадратическое
значение.
Связь между
рассмотренными характеристиками
определяется коэффициентами формы (Kф)
и амплитуды (Kа):
коэффициент формы
(2.7)
коэффициент амплитуды
(2.8)
Значения Kф
и Kа
для наиболее распространенных видов
периодических сигналов приведены в
таблице 2.1.
Таблица
2.1
Вопрос:
Я хотел бы получить только одно число (максимум) из синусоиды в области Matlab Simulink. У меня есть измерение напряжения для измерения напряжения и тока переменного тока. Мне нужно найти макс. В моем примере напряжение составляет 231 В, а ток – 0,26. число результата равно 231 * 0,26 =.. до нескольких, мне нужно получить максимальное число из синусоиды.
Большое спасибо.
Лучший ответ:
На основе вашего описания я думаю, что MinMax Running Resettable будет более подходящим для вашего приложения.
Блок MinMax принимает несколько значений скалярного значения (или векторный ввод) и выводит минимальное или максимальное значение (в зависимости от вашего настройки) этих входов в текущий момент времени. Это было бы лучше использовать для сравнения двух сигналов, а не для нахождения максимального значения конкретного “потока” данных сигнала.
Итак, скажем, скажем, что у вас есть блок синусоидальной волны, который подается в блок MinMax (который установлен для вывода максимального значения). Блок MinMax будет смотреть на все его входы в текущий момент времени и выводить максимальное значение. Однако в этом случае MinMax имеет только один вход – синусоидальную волну. Таким образом, вывод MinMax на самом деле будет таким же, как вывод блока Sine Wave.
С другой стороны, MinMax Running Resettable выводит минимум или максимум всех прошлых входов. Так, например, если у вас была синусоидальная волна с пиковым значением 231, которая была подана на вкладку u для Minmax Running Resettable, то к концу симуляции этот блок будет выводиться 231. Это, конечно, при условии, что ваша симуляция работает достаточно долго, чтобы синусоидальная волна достигла своего пикового значения.
Обратите внимание, что MinMax Running Resettable – это вход R, который можно использовать для reset блока. Если вы просто хотите найти максимальное значение вашего сигнала с течением времени и не нуждаетесь в reset блоке, то вы можете продолжить и просто оставить этот вход отключенным.
Ответ №1
Максимальное значение — сигнал
Cтраница 1
Максимальное значение сигнала smax на входе АЦП не должно превышать 10 В.
[1]
Максимальное значение сигнала, отраженного от двугранного угла, равно, таким образом, сигналу, отраженному от бесконечной плоскости.
[2]
Максимальное значение сигнала UR B образуется на тех участках строки, которые находятся напротив прозрачной полоски, и здесь световая энергия максимальна. Минимальное значение напряжения сигнала создается при развертке синей компоненты.
[4]
Максимальное значение частотномодулируемого сигнала на выходе ГКЧ должно быть не менее 3 В.
[5]
Амплитудой АЭ является максимальное значение сигнала АЭ в течение выбранного интервала времени.
[6]
Для рассматриваемого нами радиоспектроскопа максимальное значение сигнала наблюдается, при отражении 25 % мощности излучения, падающей на объемный резонатор. Для уменьшения шумов кристаллического детектора применяют балансировку высокочастотной мощности при помощи плеча Г разделительного кольца. В это плечо помещают аттенюатор, а также короткозамы-кающий поршень. Подбирая амплитуду и фазу волны, отражаемой от этого плеча, можно получить такое положение, когда эта волна, попадая в плечо В, складывается с волной, отраженной от объемного резонатора, при этом суммарное напряжение на кристаллическом детекторе становится близким к нулю.
[7]
Убедитесь в том, что максимальное значение сигнала на выходе псевдослучайного генератора шума на рис. 9.90 равно 8 68 В.
[8]
Постоянная величина мощности рассеивания для максимального значения сигнала достигается для одного и того же термистора в любой схеме мостика. Эта величина остается почти неизменной при различных рабочих температурах. Кроме того, оптимальная величина мощности рассеивания остается постоянной и для других термисторов, имеющих сходные температурные коэффициенты и константы рассеивания. Если константы рассеивания различны, то и оптимальные величины также, различны.
[9]
Это необходимо для того, чтобы максимальное значение сигнала отрицательной обратной связи было наибольшим.
[11]
I — f -, искажения из-за отклонения максимального значения сигнала от точки / 0 571 могут получиться значительно больше расчетных.
[13]
Приняв теперь mjj l, Вы увидите, что максимальное значение AM сигнала стало меньше минимального.
[15]
Страницы:
1
2
3
4
5