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Configurer l’environnement Simulink pour les modèles de traitement du signal

À propos des templates Simulink pour les modèles DSP

Les templates Simulink® pour les modèles DSP permettent de configurer automatiquement l’environnement Simulink avec les paramètres recommandés pour la modélisation du traitement numérique du signal. Les templates Simulink pour les modèles DSP permettent de réutiliser des paramètres, y compris les paramètres de configuration. Vous pouvez créer des modèles à partir de templates dérivés de bonnes pratiques et tirez profit de solutions proposées précédemment pour les problèmes les plus courants. Plutôt que d’utiliser le canevas par défaut pour un nouveau modèle, sélectionnez un template pour un modèle afin de démarrer plus rapidement.

Pour plus d’informations sur les templates Simulink pour les modèles, veuillez consulter Create Template from Model (Simulink).

Créer un modèle en utilisant un template DSP System Toolbox Simulink

Pour créer un nouveau modèle et ouvrir le navigateur de la bibliothèque :

  1. Dans l’onglet MATLAB® Home, dans la section File, cliquez sur New > Simulink Model. La page de démarrage Simulink s’ouvre avec les templates Simulink prédéfinis pour créer un modèle.

  2. Cliquez sur l'un des templates dans DSP System Toolbox pour créer un modèle avec des paramètres pouvant être utilisés avec DSP System Toolbox™. Un nouveau modèle utilisant les paramètres et le contenu du template apparaît dans l’éditeur Simulink. Le modèle reste en mémoire jusqu’à sa sauvegarde.

  3. Pour accéder au navigateur de la bibliothèque, cliquez sur Library Browser sur la barre d’outils du modèle.

    The Simulink model templates in the Simulink Start page under DSP System Toolbox. In order, they are Basic Filter, Tunable FIR and IIR Filters, Interpolated FIR Filter, and Mixed-Signal System.

Les templates Simulink pour les modèles DSP

Lorsque l’on crée un modèle en choisissant l’un des templates Simulink pour les modèles DSP, le modèle est configuré pour utiliser les paramètres recommandés pour DSP System Toolbox. Ce tableau présente certains de ces paramètres.

Paramètre de configurationRéglage
SingleTaskRateTransMsgerror
multiTaskRateTransMsgerror
Solverfixedstepdiscrete
EnableMultiTaskingOff
StartTime0.0
StopTimeinf
FixedStepauto
SaveTimeoff
SaveOutputoff
AlgebraicLoopMsgerror
SignalLoggingoff
FrameProcessingCompatibilityMsgerror

Voici les templates Simulink pour les modèles dans DSP System Toolbox :

Filtre basique

Cliquez sur Basic Filter pour créer un modèle de filtrage de base configuré avec les paramètres recommandés pour DSP System Toolbox.

Ce modèle implémente un filtre passe-bas et permet de comparer le signal filtré avec le signal original. Le modèle agit comme un point de départ pour modéliser des algorithmes de filtrage dans Simulink avec DSP System Toolbox.

Diagram of the Basic Filter template. The model has two Sine Wave blocks and a Gaussian Noise block in the input. The outputs of these three blocks are added by an adder. The noisy Sinusoidal signal at the output of the adder is passed into a Lowpass FIR Filter block. The noisy signal and the filtered signal are fed into Spectrum Analyzer as two inputs. The Spectrum Analyzer compares the spectra of these two signals. In the model toolstrip, Stop time is set to Inf and the simulation model is set to 'Normal'.

Voici la sortie de Spectrum Analyzer montrant le signal original et le signal filtré. Le signal d’entrée contient des signaux sonores à 1 kHz et 15 kHz. Le signal sonore à 1 kHz est transmis dans la sortie filtrée, tandis que le signal sonore à 15 kHz est atténué.

Spectrum Analyzer window showing the input and the filtered output signals.

Filtres FIR et IIR réglables

Concevez et implémentez des filtres numériques FIR et IIR avec des spécifications réglables en utilisant le template Tunable FIR and IIR Filters.

Ce modèle montre comment concevoir des filtres FIR et IIR avec les blocs de design Tunable Lowpass FIR Filter et Tunable Lowpass IIR Filter. Vous pouvez régler la fréquence de coupure du filtre avec le bloc Knob (Simulink). La réponse en amplitude des filtres qui ont été conçus dépend de la manière dont vous réglez la fréquence de coupure pendant la simulation. Visualisez la réponse en amplitude des filtres qui ont été conçus avec le bloc Filter Visualizer. Comme avec le template pour le modèle de filtre de base, le signal d’entrée est un signal sinusoïdal bruité contenant des signaux sonores à 1 kHz et 15 kHz.

Le bloc Discrete FIR Filter (Simulink) et le bloc Second-Order Section Filter implémentent un filtre FIR passe-bas et un filtre IIR passe-haut à l'aide des coefficients issus des blocs de design.

Input feeds into Discrete FIR Filter, Second-Order Section Filter, and Spectrum Analyzer blocks. The Tunable Lowpass FIR Filter and the Tunable Highpass IIR Filter blocks feed coefficients into these blocks through their respective coefficient ports. The output signals from the Discrete FIR Filter and Second-Order Section Filter blocks then are fed into the Spectrum Analyzer block.

La sortie du Filter Visualizer montre la réponse en amplitude variable du filtre FIR et du filtre IIR, tandis que la sortie du Spectrum Analyzer montre les spectres des signaux originaux et filtrés. Dans la sortie du Spectrum Analyzer, les deux signaux sonores sont atténués. Le signal sonore à 1 kHz est atténué par le filtre IIR et le signal sonore à 15 kHz est atténué par le filtre FIR.

Filtre FIR interpolé

Le template Interpolated FIR Filter remplace efficacement un filtre FIR d’ordre élevé à simple étage, car il filtre le signal à un taux d’échantillonnage plus faible. Cette implémentation traite le signal en entrée en plusieurs étapes. Une entrée bruitée traverse d’abord un filtre de décimation FIR qui réduit le taux d’échantillonnage du signal. Le signal est ensuite filtré par deux filtres FIR à ce taux d’échantillonnage plus faible. Enfin, un filtre d’interpolation FIR convertit le taux d’échantillonnage de la sortie filtrée pour rétablir sa valeur d’origine.

Gaussian Noise block generates the noisy input signal followed by an FIR Decimation block, two Discrete FIR filters, an FIR Interpolation block, and a Spectrum Analyzer block.

Le bloc Spectrum Analyzer du modèle montre le spectre du signal filtré.

Spectrum of filtered signal.

Système à signaux mixtes

Cliquez sur le template Mixed-Signal System pour créer un modèle basique de convertisseur A/D configuré avec les paramètres recommandés pour DSP System Toolbox et les systèmes à signaux mixtes. Ce modèle effectue une conversion A/D en implémentant un filtre antirepliement analogique suivit d’un circuit bloqueur d’ordre zéro. Ce modèle agit comme un point de départ pour modéliser des systèmes à signaux mixtes dans Simulink avec DSP System Toolbox. Tous les signaux à temps discret sont colorés en rouge pour indiquer le taux d'échantillonnage le plus rapide. Les signaux à temps continu sont colorés en noir. Pour plus d’options de pas d'échantillonnage, dans l’onglet Debug, sélectionnez Information Overlays > Colors.

Snapshot of a mixed-signal model template. The Signal Generator block on left generates a continuous-time sinusoidal signal. On one branch of the model, the signal is delayed using a Transport Delay block. On the other branch of the model, the signal is filtered using an Analog Filter Design block. The output of the Analog Filter Design block is continuous-time and is fed into a Zero-Order hold block. The Zero-Order hold block makes the signal a discrete-time signal. The continuous-time signal and the discrete-time counterpart are fed into a scope. The discrete-time signal is also fed into a Spectrum Analyzer. Discrete sample time signals and blocks can be color-annotated to help visual inspection of diagrams. All discrete-time signals are colored, with red identifying the fastest sample rate. Continuous-time signals are black.

Le bloc Scope (Simulink) du modèle trace le signal à temps continu et le signal à temps discret.

Scope output showing an overlay of continuous-time signal and discrete-time signal.

Le bloc Spectrum Analyzer montre le spectre du signal à temps discret.

Spectrum Analyzer window showing discrete time signal spectrum output

Voir également