Hướng dẫn signal generation in python - tạo tín hiệu trong python

~Bakyalakshmi

Nội dung chính ShowShow

• Các loại kỹ thuật lấy mẫu
• 1. Lấy mẫu xung (lấy mẫu lý tưởng)
• 2. Lấy mẫu tự nhiên
• 3. Lấy mẫu phẳng
• Đầu ra cuối cùng
• Tỷ lệ Nyquist
• Làm thế nào để bạn sử dụng lấy mẫu tín hiệu trong Python?
• Làm thế nào để bạn tìm thấy tần số lấy mẫu của tín hiệu trong Python?
• Làm thế nào để bạn lấy mẫu lại một tín hiệu?
• Python có tốt để xử lý tín hiệu không?

Định lý lấy mẫu:

fs≥2fm

• Tín hiệu thời gian liên tục có thể được biểu diễn dưới dạng các mẫu và có thể được phục hồi trở lại khi lấy mẫu tần số FS & nbsp; lớn hơn hoặc bằng hai lần thành phần tần số cao nhất của tín hiệu tin nhắn.
• Nếu điều kiện này không thỏa mãn, nó dẫn đến răng cưa.
• Aliasing & nbsp; là một hiệu ứng & nbsp; & nbsp; khiến các tín hiệu khác nhau không thể phân biệt được khi được lấy mẫu.is an effect   that causes different signals to become indistinguishable when sampled.is an effect   that causes different signals to become indistinguishable when sampled.

Trực quan hóa bằng cách sử dụng Python:

Nhập matplotlib.pyplot dưới dạng plt #& nbsp; dánh dấu

nhập khẩu NUMPY dưới dạng NP

#Numerical Python để có được mảng các giá trị float và cho hoạt động sin

t = np.Arange (0, 2e-3, 10e-6) # x Thời gian trục

# Lấy mẫu tại FS = 10kHz trong miền thời gian TS = 1/FS (0.1ms)

ts = np.arange (0,2E-3,0.1E-3)

F = 1000 # Tín hiệu tin nhắn FM

B = np.sin (2*np.pi*f*t) #phase cho sinewave

c = np.sin (2*np.pi*f*ts)

plt.plot (t, b, trực

plt.plot (ts, c, xông K*)

fs> = 2fm: & nbsp; & nbsp; & nbsp; & nbsp; & nbsp; tần số đầu vào = 1kHz & nbsp; & nbsp; & nbsp; & nbsp; & nbsp; & nbsp; & nbsp; & nbsp; & nbsp; Tần số lấy mẫu = 10kHz

f=9000

b = -np.sin (2*np.pi*f*t)

c = -np.sin (2*np.pi*f*ts)

plt.plot (t, b) # lô tín hiệu tin nhắn (9kHz)

plt.plot (ts, c, xông R+,) & nbsp; # Biểu đồ tín hiệu tin nhắn được lấy mẫu (9KHz)

FS

Đầu ra lấy mẫu là 1kHz và 9kHz:

Bí ẩn 1kHz và 9kHz

Phần 1: https://youtu.be/og-pn2ooqp4

Lấy mẫu được định nghĩa là, Quá trình đo các giá trị tức thời của tín hiệu thời gian liên tục ở dạng riêng biệt.

Mẫu là một phần dữ liệu được lấy từ toàn bộ dữ liệu liên tục trong miền thời gian.

Bán tại. Khi một nguồn tạo ra tín hiệu tương tự và nếu điều đó phải được số hóa, có 1 và 0S, tức là cao hoặc thấp, tín hiệu phải được phân tách theo thời gian. Sự rời rạc này của tín hiệu tương tự được gọi là lấy mẫu.

Các loại kỹ thuật lấy mẫu

1. Lấy mẫu xung (lấy mẫu lý tưởng)

• Lấy mẫu lý tưởng còn được gọi là lấy mẫu tức thời hoặc lấy mẫu xung. Tàu của xung được sử dụng làm tín hiệu vận chuyển để lấy mẫu lý tưởng.
• Trong kỹ thuật lấy mẫu này, chức năng lấy mẫu là một bộ phận của các xung và nguyên tắc được sử dụng được gọi là nguyên tắc nhân.
• Phổ tín hiệu lấy mẫu lý tưởng được đưa ra bởi: g (f) = fs. [Σ x (f-n fs)]]G(f) = fs .[ Σ X(f-n fs)]G(f) = fs .[ Σ X(f-n fs)]
• Một bộ lấy mẫu lý tưởng lý thuyết tạo ra các mẫu tương đương với giá trị tức thời của tín hiệu liên tục tại các điểm mong muốn.

Đầu tiên, chúng tôi phải nhập các tệp này,

Sau đó, chúng tôi đang gán các giá trị cho biên độ và tần số và tạo ra một chuyến tàu của các xung,

Sau đó, chúng tôi sẽ vẽ tín hiệu thúc đẩy,

Âm mưu sóng hình sin,

Âm mưu sóng đã được lấy mẫu,

2. Lấy mẫu tự nhiên

• Lấy mẫu tự nhiên là một phương pháp thực tế để lấy mẫu trong đó các xung có chiều rộng hữu hạn bằng. Lấy mẫu được thực hiện theo tín hiệu của nhà cung cấp có tính chất kỹ thuật số.
• Trong lấy mẫu tự nhiên, tín hiệu tương tự được kiểm soát theo cách mà tín hiệu kết quả bao gồm các xung với biên độ thay đổi theo thời gian theo các đường viền của dạng sóng ban đầu.
• Với sự trợ giúp của sơ đồ chức năng của bộ lấy mẫu tự nhiên, tín hiệu được lấy mẫu G (t) thu được bằng cách nhân của hàm lấy mẫu C (t) và tín hiệu đầu vào x (t).

• Trong ví dụ này, tín hiệu ban đầu là một hình sin có thời gian TX và tín hiệu được lấy mẫu có khoảng thời gian lấy mẫu và chiều rộng mẫu. Lấy mẫu tự nhiên tương đương về mặt toán học với việc nhân tín hiệu gốc với một mạch các xung lấy mẫu hình chữ nhật theo đơn vị đơn vị.
• Do đó, phổ của tín hiệu được lấy mẫu tự nhiên có thể được xác định bằng cách kết hợp phổ tín hiệu gốc với phổ của các xung lấy mẫu.

Đầu tiên chúng tôi sẽ tạo ra sóng vuông,

Âm mưu sóng được lấy mẫu tự nhiên,

3. Lấy mẫu phẳng

• Trong lấy mẫu trên cùng phẳng, phần trên cùng của các mẫu không đổi và bằng giá trị tức thời của tín hiệu điều chỉnh khi bắt đầu lấy mẫu. Do đó, biên độ của xung sau khi lấy mẫu được giữ không đổi và phần trên của xung được lấy mẫu không theo đường viền của tín hiệu điều chỉnh không giống như lấy mẫu tự nhiên.

• Công tắc S1 đóng tại mỗi lần lấy mẫu ngay lập tức để lấy mẫu tín hiệu điều chỉnh.
• Tụ C giữ điện áp được lấy mẫu trong khoảng thời gian τ ở cuối công tắc S2 được đóng lại để xả tụ điện.
• Cạnh bắt đầu của xung tương ứng với giá trị tức thời của tín hiệu điều chỉnh x (t).

Không có chức năng trực tiếp để tạo ra một làn sóng hàng đầu phẳng để chúng tôi đã phát triển logic của riêng mình,

Âm mưu trên đỉnh phẳng,

Đầu ra cuối cùng

Cuối cùng, chúng tôi đang kết hợp tất cả các kỹ thuật và tích hợp chúng trong một mã duy nhất,

Tỷ lệ Nyquist

Tốc độ Nyquist là tốc độ lấy mẫu tín hiệu được thực hiện để không xảy ra sự chồng chéo của tần số.

Khi tốc độ lấy mẫu trở nên chính xác bằng các mẫu 2FM mỗi giây, thì tốc độ cụ thể được gọi là tốc độ Nyquist. Người ta cũng biết AAS tỷ lệ lấy mẫu tối thiểu và được đưa ra bởi: FS = 2FM

Định lý lấy mẫu nói rằng tín hiệu giới hạn băng tần không có thành phần tần số cao hơn FM Hertz có thể được lấy mẫu nếu tần số lấy mẫu của nó bằng hoặc lớn hơn tốc độ Nyquist.

Ảnh hưởng của việc lấy mẫu: Biến mạch

Đó là hiệu ứng trong đó sự chồng chéo của các thành phần tần số diễn ra ở tần số cao hơn tốc độ Nyquist.

Mất tín hiệu có thể xảy ra do hiệu ứng răng cưa. Chúng ta có thể nói rằng bí danh là hiện tượng trong đó thành phần tần số cao trong phổ tần số của tín hiệu có nhận dạng của một thành phần tần số thấp hơn trong cùng một phổ của tín hiệu được lấy mẫu.

Hiệu quả của bí danh có thể giảm:

1) Bộ lọc tiền alias phải được sử dụng để giới hạn dải tần số của tín hiệu yêu cầu FM Hz. Pre-alias filter must be used to limit band of frequency of the required signal fm Hz. Pre-alias filter must be used to limit band of frequency of the required signal fm Hz.

2) Tần số lấy mẫu FS phải được chọn sao cho FS> 2FM. Sampling frequency fs must be selected such that fs > 2fm. Sampling frequency fs must be selected such that fs > 2fm.

SYET-A-B1-GROUP 6

Atharva Mali 28

Laukik Avhad 29

Avinash Gedam 30

Manas Baviskar 34