一、angle
相位角
- 語法
P =angle(Z) - 描述
P = angle(Z)返回複數數組Z的每個元素的相角(以弧度爲單位)。角度介於±π之間。 - 對於複數Z,幅值R和相角theta由下式給出
R =絕對值(Z)
θ=角度(Z) - 可以根據
Z = R. * exp(i * theta)轉換回原始複數Z。 - 例子
矩陣元素的相角
創建一個複數值矩陣,並計算每個元素的相角。
Z = [1-1 i 2 + 1i 3-1i 4 + 1i
1 + 2i 2-2i 3 + 2i 4-2i
1-3i 2 + 3i 3-3i 4 + 3i
1 + 4i 2-4i 3 + 4i 4-4i]; - P= angle(Z)
P = 4×4
-0.7854 0.4636 -0.3218 0.2450
1.1071 -0.7854 0.5880 -0.4636
-1.2490 0.9828 -0.7854 0.6435
1.3258 -1.1071 0.9273 -0.7854
- 算法
角度函數採用複數z = x + iy並計算atan2(y,x)來找到在xy平面上在正x軸和從原點到點(x,y)的射線之間形成的角度。這個相位角也是複數對數的虛部,因爲
總結
一、什麼是unwrap
要計算一個系統相頻特性,就要用到反正切函數,計算機中反正切函數規定,在一、二象限中的角度爲0~pi,三四象限的角度爲0~-pi。若一個角度從0變到2pi,但實際得到的結果是0~pi,再由-pi~0,在w=pi處發生跳變,跳變幅度爲2pi,這就叫相位的卷繞。unwrap(w)就是解卷繞,使相位在pi處不發生跳變,從而反應出真實的相位變化。
二、unwrap功能
unwrap功能檢查出數據相位跳變,並糾正跳變,實際上在檢查是否跳變的時候是有個標準unwrap(pha,tol),這個tol就是標準,在默認的情況下,這個標準是pi,也就是說unwrap在檢查到數據前後兩點的差距在超過tol的時候,就認爲有跳變。然後就會處理數據,讓後面的數據加2pi或者減2pi是數據連續。大部分情況下使用pi這個標準都比較合適,所以第二個參數可以缺省,特殊情況下是可以通過設置tol調整鑑別標準。
三、unwrap使用
unwrap函數不單能對數列作用,還能對矩陣作用,實現對矩陣每一行或者每一列實施相位矯正,所以完整的格式是unwrap(pha,tol,dim)。最後一個參數dim表示需要對矩陣的行,還是列進行unwrap操作。如果對列每一列操作,那麼第三個參數可以缺省而要對每一行操作,那麼第三個參數填2。比如,unwrap(pha,[],2)表示對矩陣phi中的相位數據,每一行實施相位矯正,使用默認的檢測跳變標準。
二、 unwrap
- unwrap
校正相位角以產生更平滑的相位圖 - 句法
Q =unwrap(P)
Q =unwrap(P,tol)
Q =unwrap(P,[ ],dim)
Q =unwrap(P,tol,dim) - 描述
當P的連續元素之間的絕對跳變大於或等於π弧度的默認跳變公差時,
Q = unwrap(P)通過添加±2π的倍數來校正矢量P中的弧度相位角。
如果P是矩陣,則展開,操作按列進行。
如果P是多維數組,則展開,將在第一個非單維度上進行。 - Q = unwrap(P,tol)使用跳躍公差tol而不是默認值π。
Q = unwrap(P,[],dim)使用默認公差沿暗角展開。
Q = unwrap(P,tol,dim)使用tol的跳躍公差。
以下相位數據來自三階傳遞函數的頻率響應。 相位曲線從-1.8621到1.7252在w = 3.0和w = 3.5之間躍遷3.5873弧度。
w = [0:.2:3,3.5:1:10];
p = [ 0
-1.5728
-1.5747
-1.5772
-1.5790
-1.5816
-1.5852
-1.5877
-1.5922
-1.5976
-1.6044
-1.6129
-1.6269
-1.6512
-1.6998
-1.8621
1.7252
1.6124
1.5930
1.5916
1.5708
1.5708
1.5708 ];
semilogx(w,p,'b*-'), hold
使用unwrap來校正相角,得到的跳躍爲2.6959,小於默認的跳躍公差π。 該圖將新曲線繪製在原始曲線上。
Example 2
Array P
features smoothly increasing phase angles except for discontinuities at elements (3,1)
and (1,2)
.
P = [ 0 7.0686 1.5708 2.3562
0.1963 0.9817 1.7671 2.5525
6.6759 1.1781 1.9635 2.7489
0.5890 1.3744 2.1598 2.9452 ]
The function Q = unwrap(P)
eliminates these discontinuities.
Q =
0 7.0686 1.5708 2.3562
0.1963 7.2649 1.7671 2.5525
0.3927 7.4613 1.9635 2.7489
0.5890 7.6576 2.1598 2.9452