Общий усилитель

Образцовый нелинейный усилитель описан объектом rfdata или данными о файле

Библиотека

Подбиблиотека Amplifiers библиотеки Physical

Описание

Блок General Amplifier моделирует нелинейный усилитель, описанный источником данных. Источник данных состоит или из объекта (rfdata.data) данных RF Toolbox™ или из данных из файла.

Сетевые параметры

Если сетевые данные о параметре и соответствующие частоты существуют как S-параметры в источнике данных, блок General Amplifier интерполирует S-параметры, чтобы определить их значения на частотах моделирования. Если сетевые параметры являются Y-или Z-параметрами, блок сначала преобразовывает их в S-параметры. Для получения дополнительной информации смотрите Параметры Сети Карты к Моделированию Частот.

Нелинейность

Если данные о степени существуют в источнике данных, блок извлекает нелинейность AMAM/AMPM от данных о степени.

Если источник данных не содержит данных о степени, то можно ввести нелинейность в модель путем определения параметров во вкладке Nonlinearity Data диалогового окна блока General Amplifier. В зависимости от какого из этих параметров вы задаете, блок вычисляет четыре из коэффициентов $c_{1}$ , $c_{3}$ , $c_{5}$ , и $c_{7}$ из полинома

$F_{A M / A M} (s) = c_{1} s + c_{3} {| s |}^{2} s + c_{5} {| s |}^{4} s + c_{7} {| s |}^{6} s$

это определяет преобразование AM для входного сигнала $s$ . Блок автоматически вычисляет $c_{1}$ , линейный термин усиления. Если вы не задаете дополнительные данные о нелинейности, блок действует в качестве линейного усилителя. Если вы делаете, блок вычисляет один или несколько остающихся коэффициентов как решение системы линейных уравнений, определенных следующим методом.

Проверки блока, задали ли вы значение кроме Inf для:
- Точка пересечения третьего порядка ( $O I P 3$ или $I I P 3$ ).
- Выходная мощность в точке сжатия на 1 дБ ( $P_{1 d B, o u t}$ ).
- Выходная мощность в насыщении ( $P_{s a t, o u t}$ ).
Кроме того, если вы задали $P_{s a t, o u t}$ , блок использует значение для сжатия усиления в насыщении ( $G C_{s a t}$ ). В противном случае, $G C_{s a t}$ не используется. Вы задаете каждый из этих параметров в диалоговом окне блока на вкладке Nonlinearity Data.
Блок вычисляет соответствующее значение ввода или вывода для параметров, которые вы задали. В модулях дБ и dBm,

$\begin{matrix} P_{s a t, o u t} + G C_{s a t} = P_{s a t, i n} + G_{l i n} \\ P_{1 d B, o u t} + 1 = P_{1 d B, i n} + G_{l i n} \\ O I P 3 = I I P 3 + G_{l i n} \end{matrix}$
где $G_{l i n}$ $c_{1}$ в модулях дБ.
Блок формулирует коэффициенты $c_{3}$ , $c_{5}$ , и $c_{7}$ , когда это применимо, как решения системы один, два, или три линейных уравнения. Количество уравнений равно количеству параметров, которые вы обеспечиваете. Например, если вы задаете все три параметра, блок формулирует коэффициенты согласно следующим уравнениям:

$\begin{matrix} \sqrt{P_{s a t, o u t}} = c_{1} \sqrt{P_{s a t, i n}} + c_{3} {(\sqrt{P_{s a t, i n}})}^{3} + c_{5} {(\sqrt{P_{s a t, i n}})}^{5} + c_{7} {(\sqrt{P_{s a t, i n}})}^{7} \\ \sqrt{P_{1 d B, o u t}} = c_{1} \sqrt{P_{1 d B, i n}} + c_{3} {(\sqrt{P_{1 d B, i n}})}^{3} + c_{5} {(\sqrt{P_{1 d B, i n}})}^{5} + c_{7} {(\sqrt{P_{1 d B, i n}})}^{} \\ 70 = \frac{c_{1}}{I I P 3} + c_{3} \end{matrix}$
Первые два уравнения являются оценкой полинома $F_{A M / A M} (s)$ в точках $(\sqrt{P_{s a t, i n}}, \sqrt{P_{s a t, o u t}})$ и $(\sqrt{P_{1 d B, i n}}, \sqrt{P_{1 d B, o u t}})$ , выраженный в линейных модулях (таких как W или mW) и нормированный к 1-Ω импедансу. Третье уравнение является определением точки пересечения третьего порядка.
Вычисление не использует условия высшего порядка согласно доступным степеням свободы системы. Если вы задаете только два из этих трех параметров, блок не использует уравнение, включающее параметр, который вы не задавали и устраняете любого $c_{7}$ условия от остающихся уравнений. Точно так же, если вы обеспечиваете только один из параметров, блок использует только решение уравнения, включающего тот параметр, и не использует любого $c_{5}$ или $c_{7}$ условия.

Если вы обеспечиваете векторы данных о нелинейности и частоте, блок вычисляет полиномиальные коэффициенты с помощью значений для параметров, интерполированных на центральной частоте.

Активный шум

Можно задать активный шум блока одним из следующих способов:

Определите шумовые данные в источнике данных.
Определите шумовые данные в диалоговом окне блока.
Определите шумовой объект данных в диалоговом окне блока.
Шумовая фигура, шумовой фактор или шумовое температурное значение в диалоговом окне блока.
Зависимый частотой шум изображает объект (rfdata.nf) данных в диалоговом окне блока.

Последние четыре опции только доступны, если шумовые данные не существуют в источнике данных.

Если вы задаете шум блока как точечные шумовые данные, блок использует данные, чтобы вычислить шумовую фигуру. Блок сначала интерполирует шумовые данные для частот моделирования, с помощью заданного Interpolation method. Это затем вычисляет шумовую фигуру, использующую получившиеся значения.

Условия работы

Agilent^® P2D и файлы S2D задают параметры блоков для нескольких условий работы. Условия работы являются независимыми установками параметров, которые используются при создании данных о файле. По умолчанию программное обеспечение RF Blockset™ Equivalent Baseband задает поведение блока с помощью значений параметров, которые соответствуют условиям работы, которые появляются первыми в файле. Чтобы использовать другие значения свойств, необходимо выбрать различные условия работы в диалоговом окне блока General Amplifier.

Непротиворечивость данных

Если источник данных является файлом MathWorks™ AMP или файлом Agilent S2D, который содержит и сетевые данные о параметре и данные о степени, blockset проверяет данные на непротиворечивость и согласовывает его по мере необходимости.

blockset сравнивает усиление усилителя маленькое сигнала, заданное сетевыми параметрами, _S21, и данными о степени, _Pout - _{Контакт}. Несоответствие между этими двумя вычисляется в dBm использование следующего уравнения:

$\begin{matrix} Δ P = S_{21} (f_{P}) - P_{o u t} (f_{P}) + P_{i n} (f_{P}) & (d B m) \end{matrix}$

где _fP является самой низкой частотой, для которой заданы данные о степени.

Если ΔP составляет больше чем 0,4 дБ, предупреждение появляется, и blockset добавляет ΔP в значения выходной мощности в каждом заданном значении входной мощности, чтобы разрешить несоответствие для симуляции. Следующий график показывает это несоответствие.

Параметры

Основная вкладка

Data source

Определяет источник данных, которые описывают поведение усилителя. Источник данных должен содержать сетевые параметры и может также включать шумовые данные, данные о нелинейности или обоих. Значением может быть Data file или RFDATA object.

Data file

Если Data source установлен в Data file, используйте это поле, чтобы задать имя файла, который содержит данные об усилителе. Имя файла должно включать расширение. Если файл не находится в вашем пути MATLAB^®, задайте полный путь к файлу или нажмите кнопку Browse, чтобы найти файл.

RFDATA object

Если Data source установлен в RFDATA object, используйте это поле, чтобы задать объект (rfdata.data) данных о RF Toolbox, который описывает усилитель. Можно задать объект как:

Указатель объекта данных ранее созданное программное обеспечение RF Toolbox использования.
Команда RF Toolbox, такая как rfdata.data('Freq',1e9,'S_Parameters',[0 0; 0.5 0]), который создает объект данных.
Выражение MATLAB, которое генерирует такой объект.

Interpolation method

Метод раньше интерполировал сетевые параметры. В следующей таблице перечислены доступные методы, описывает каждого.

Метод	Описание
`Linear` (значение по умолчанию)	Линейная интерполяция
`Spline`	Интерполяция кубическим сплайном
`Cubic`	Кусочная кубическая интерполяция Эрмита

Шумовая вкладка данных

Noise type: Тип шумовых данных. Значением может быть Noise figure, Spot noise data, Noise factor или Noise temperature. Этот параметр отключен, если источник данных содержит шумовые данные.
Noise figure (dB): Скалярное отношение или вектор отношений, в децибелах, доступного отношения степени сигнала к шуму во входе к доступному отношению степени сигнала к шуму при выводе, _(Si/Ni) / _{(Так/Нет)}. Этот параметр включен, если Noise type установлен в Noise figure.
Minimum noise figure (dB): Минимальное скалярное отношение или вектор минимальных отношений доступного отношения степени сигнала к шуму во входе к доступному отношению степени сигнала к шуму при выводе, _(Si/Ni) / _{(Так/Нет)}. Этот параметр включен, если Noise type установлен в Spot noise data.
Optimal reflection coefficient: Оптимальный исходный импеданс усилителя. Этот параметр включен, если Noise type установлен в Spot noise data. Значение может быть скаляром или вектором.
Equivalent normalized resistance: Сопротивление или вектор сопротивлений, нормированных к значению сопротивления или значениям раньше, проводили шумовые измерения. Этот параметр включен, если Noise type установлен в Spot noise data.
Noise factor: Скалярное отношение или вектор отношений доступного отношения степени сигнала к шуму во входе к доступному отношению степени сигнала к шуму при выводе, _(Si/Ni) / _{(Так/Нет)}. Этот параметр включен, если Noise type установлен в Noise factor.
Noise temperature (K): Эквивалентная температура или вектор температур, которые производят ту же сумму шумовой степени как усилитель. Этот параметр включен, если Noise type установлен в Noise temperature.
Frequency (Hz): Скалярное значение или вектор, соответствующий области частот, по которым вы задаете шумовые данные. Если вы предоставляете скалярное значение для своих шумовых данных, блок игнорирует параметр Frequency (Hz) и использует шумовые данные для всех частот. Если вы обеспечиваете вектор значений для ваших шумовых данных, это должно быть одного размера как вектор частот. Блок использует Interpolation method, заданный во вкладке Main, чтобы интерполировать шумовые данные.

Вкладка данных о нелинейности

IP3 type: Тип точки пересечения третьего порядка. Значением может быть IIP3 (входная точка пересечения) или OIP3 (выходная точка пересечения). Этот параметр отключен, если источник данных содержит данные о степени или данные IP3.
IP3 (dBm): Значение точки пересечения третьего порядка. Этот параметр отключен, если источник данных содержит данные о степени или данные IP3. Используйте значение по умолчанию, Inf, если вы не знаете значения IP3. Этот параметр может быть скаляром (чтобы задать независимые от частоты данные о нелинейности) или вектор (чтобы задать зависимые частотой данные о нелинейности).
1 dB gain compression power (dBm): Значение выходной мощности ( $P_{1 d B, o u t}$ ) в котором усиление уменьшилось на 1 дБ. Этот параметр отключен, если источник данных содержит данные о степени или данные о точке сжатия на 1 дБ. Используйте значение по умолчанию, Inf, если вы не знаете точку сжатия на 1 дБ. Этот параметр может быть скаляром (чтобы задать независимые от частоты данные о нелинейности) или вектор (чтобы задать зависимые частотой данные о нелинейности).
Output saturation power (dBm): Значение выходной мощности ( $P_{s a t, o u t}$ ) то, что усилитель производит, когда полностью насыщается. Этот параметр отключен, если источник данных содержит выходные данные о степени насыщения. Используйте значение по умолчанию, Inf, если вы не знаете степень насыщения. Если вы задаете этот параметр, необходимо также задать Gain compression at saturation (dB). Этот параметр может быть скаляром (чтобы задать независимые от частоты данные о нелинейности) или вектор (чтобы задать зависимые частотой данные о нелинейности).
Gain compression at saturation (dB): Уменьшитесь в усилении ( $G C_{s a t}$ ) когда степень полностью насыщается. Блок игнорирует этот параметр, если вы не задаете Output saturation power (dBm). Этот параметр может быть скаляром (чтобы задать независимые от частоты данные о нелинейности) или вектор (чтобы задать зависимые частотой данные о нелинейности).
Frequency (Hz): Скалярное или векторное значение точек частоты, соответствующих прерыванию третьего порядка и данным о степени. Этот параметр отключен, если источник данных содержит данные о степени или данные IP3. Если вы используете скалярное значение, IP3 (dBm), 1 dB gain compression power (dBm), и параметры Output saturation power (dBm) должны все быть скалярами. Если вы используете векторное значение, один или несколько из IP3 (dBm), 1 dB gain compression power (dBm), и параметры Output saturation power (dBm) должны также быть вектором.

Вкладка визуализации

Для получения информации о графическом выводе смотрите, Создают Графики. Используйте rftool или функции построения графика RF Toolbox, чтобы отобразить другие данные на графике.

Вкладка условий работы

Если источник данных содержит данные в нескольких условиях работы, вкладка Operating Conditions содержит два столбца. Столбец Conditions показывает доступные условия, и столбец Values содержит выпадающий список доступных значений для соответствующего условия. Используйте выпадающие списки, чтобы задать значения условий работы, чтобы использовать в симуляции.

Примеры

Создание общего блока усилителя от данных о файле

Этот пример использует источник данных по умолчанию, который является нелинейным усилителем в файле default.s2d. Файл содержит S-параметры для частот от 1,0 до 2,9 ГГц с промежутками в 0,01 ГГц, данных о степени на частоте 2,1 ГГц и активных шумовых параметрах. По умолчанию блок General Amplifier использует линейную интерполяцию, чтобы смоделировать сеть, описанную в объекте.

На вкладке Main примите настройки по умолчанию.
На вкладке Visualization, установленной параметры можно следующим образом:
- В списке Plot type выберите Z Smith chart.
- В списке Y parameter1 выберите S22.
Нажмите Plot. Это действие создает график З Смита параметров _S22 с помощью частот, взятых из источника данных.