08. Анализ записанного сигнала в Simulink¶
Цель раздела¶
Научиться использовать Simulink для чтения записанного IQ-сигнала и наглядного анализа его временных и спектральных характеристик.
1. Зачем анализировать запись в Simulink¶
В этом блоке Simulink нужен не только как среда моделирования, но и как инструмент построения инженерной цепочки:
записанный реальный сигнал → блочная модель анализа → подтверждение поведения сигнала
Это важно, потому что в следующих блоках курс будет опираться на Simulink как на мост между:
- теорией;
- моделью;
- fixed-point;
- аппаратной реализацией.
2. Что должен сделать студент¶
В этой работе студент должен:
- загрузить IQ-файл в модель Simulink;
- представить его как комплексный сигнал;
- показать временную форму;
- показать спектр;
- сравнить результат с MATLAB и HDSDR;
- подготовить модель для повторного использования в следующих работах.
3. Общая логика модели¶
Простейшая модель анализа должна включать:
- Источник данных из файла.
- Формирование каналов I и Q.
- Объединение в комплексный сигнал.
- Анализ во временной области.
- Спектральный анализ.
- Отображение результатов.
4. Рекомендуемая структура модели¶
Примерная структура блоков:
- Binary File Reader (сырые файлы с чередованием I/Q) или From Multimedia File (WAV-записи): оба из DSP System Toolbox
- Data Type Conversion
- Demux / Selector
- Real-Imag to Complex
- Time Scope
- Spectrum Analyzer
Если формат файла не поддерживается напрямую, можно:
- сначала загрузить его в рабочее пространство MATLAB;
- затем подать сигнал в Simulink соответствующим блоком.
5. Что нужно настроить¶
Перед запуском анализа задайте:
- частоту дискретизации;
- тип данных;
- длину анализируемого фрагмента;
- формат I/Q;
- шкалу отображения спектра.
6. Минимальная задача первого блока¶
Студент должен построить модель, которая позволяет:
- взять IQ-запись;
- сформировать комплексный поток;
- показать временную форму;
- показать спектральный пик тестового тона.
Этого уже достаточно, чтобы Simulink стал частью практического маршрута курса.
7. Что должно наблюдаться¶
Во временной области¶
- регулярная структура сигнала;
- стабильная амплитуда;
- отсутствие грубых искажений.
В спектре¶
- выраженный пик;
- стабильное положение по частоте;
- уровень шума;
- возможные боковые составляющие.
8. Сравнение с другими инструментами¶
После анализа в Simulink полезно сравнить результат с:
- наблюдением в HDSDR;
- спектром в MATLAB;
- анализом в Python.
Студент должен убедиться, что один и тот же сигнал:
- узнаётся в разных средах;
- даёт согласованные результаты;
- подтверждает правильность эксперимента.
9. Практическая ценность этапа¶
Этот этап особенно важен, потому что дальше Simulink будет использоваться не только для анализа, но и для:
- синтеза сигналов;
- подготовки к fixed-point;
- структурного описания тракта;
- перехода к аппаратной реализации.
Поэтому уже в первом блоке Simulink должен стать для студента «рабочим инструментом», а не только теоретической средой.
10. Что включить в отчёт¶
Рекомендуется включить:
- изображение модели Simulink;
- окно анализа во временной области;
- окно спектрального анализа;
- краткое описание параметров модели;
- сравнение с MATLAB или HDSDR.
11. Выводы¶
После этого раздела студент должен:
- уметь использовать Simulink для анализа записанного IQ-сигнала;
- понимать, как реальная запись встраивается в блочную модель;
- видеть связь между офлайн-анализом и будущей аппаратной реализацией.