Моделирование высокоскоростной основной платы (Рациональная функция к модели Simulink®)

Этот пример использует:

В этом примере показано, как использовать Simulink®, чтобы симулировать дифференциальный высокоскоростной канал основной платы. Пример сначала читает файл данных Touchstone®, который содержит несимметричные S-параметры с 4 портами для дифференциальной высокоскоростной основной платы и преобразует их в дифференциальные S-параметры с 2 портами. Это вычисляет передаточную функцию дифференциальной схемы и использует rationalfit функционируйте, чтобы соответствовать рациональной функции закрытой формы к передаточной функции схемы. Затем пример преобразует полюса и остатки объекта рациональной функции в числители и знаменатели передаточных функций S-области Преобразования Лапласа, которые это использует, чтобы создать модель Simulink объекта рациональной функции.

Чтобы запустить этот пример, необходимо было установить Simulink.

Считайте несимметричные S-параметры с 4 портами и преобразуйте их в дифференциальные S-параметры с 2 портами

Считайте файл данных Пробного камня, default.s4p, в sparameters объект. Параметрами в этом файле данных являются S-параметры на 50 Ом несимметричной пассивной схемы с 4 портами, измеренной на 1 496 частотах в пределах от от 50 МГц до 15 ГГц. Затем получите несимметричные S-параметры с 4 портами от объекта данных и используйте матричную функцию преобразования s2sdd преобразовывать их в дифференциальные S-параметры с 2 портами.

filename = 'default.s4p';
backplane = sparameters(filename);
data = backplane.Parameters;
freq = backplane.Frequencies;
z0 = backplane.Impedance;

Преобразуйте в дифференциальные S-параметры с 2 портами. Эта операция пары вместе нечетные порты сначала, сопровождаемый четными портами. Если различная настройка использовалась, чтобы измерить несимметричные S-параметры, можно задать различный второй аргумент в s2sdd команде. Например, опция "2" позволит вам соединять порты ввода и вывода в порядке возрастания. В качестве альтернативы можно использовать команду snp2smp, чтобы изменить порядок порта.

diffdata = s2sdd(data,1);
diffz0 = 2*z0;

Вычислите передаточную функцию и ее представление рациональной функции

Во-первых, используйте s2tf функция, чтобы вычислить дифференциальную передаточную функцию. Затем используйте rationalfit функция, чтобы вычислить закрытую форму передаточной функции и сохранить его в rfmodel.rational объект. rationalfit функционируйте соответствует объекту рациональной функции к заданным данным по заданным частотам.

difftf = s2tf(diffdata,diffz0,diffz0,diffz0);
fittol = -30;          % Rational fitting tolerance in dB
delayfactor = 0.9;     % Delay factor
rationalfunc = rationalfit(freq,difftf,fittol,'DelayFactor', delayfactor)
npoles = length(rationalfunc.A);
fprintf('The derived rational function contains %d poles.\n', npoles);

rationalfunc = 

   rfmodel.rational with properties:

        A: [20x1 double]
        C: [20x1 double]
        D: 0
    Delay: 6.0172e-09
     Name: 'Rational Function'

The derived rational function contains 20 poles.

Получите числитель и знаменатель передаточных функций S-области преобразования Лапласа

Этот пример использует передаточные функции S-области Преобразования Лапласа, чтобы представлять основную плату в модели Simulink. Преобразуйте полюса и соответствующие остатки объекта рациональной функции в числитель и форму знаменателя для использования в блоках передаточной функции Преобразования Лапласа. Каждый блок передаточной функции представляет или один действительный полюс и соответствующий действительный остаток или пару комплексно-сопряженных полюсов и остатков, таким образом, блок передаточной функции всегда имеет действительные коэффициенты. В данном примере объект рациональной функции содержит 2 действительных полюса/остатка и 6 пар комплексных полюсов/остатков, таким образом, модель Simulink содержит 8 блоков передаточной функции.

A = rationalfunc.A;
C = rationalfunc.C;
den = cell(size(A));
num = cell(size(A));
k = 1;                          % Index of poles and residues
n = 0;                          % Index of numerators and denominators
while k <= npoles
    if isreal(A(k))             % Real poles
        n = n + 1;
        num{n} = C(k);
        den{n} = [1, -A(k)];
        k = k + 1;
    else                        % Complex poles
        n = n + 1;
        real_a = real(A(k));
        imag_a = imag(A(k));
        real_c = real(C(k));
        imag_c = imag(C(k));
        num{n} = [2*real_c, -2*(real_a*real_c+imag_a*imag_c)];
        den{n} = [1, -2*real_a, real_a^2+imag_a^2];
        k = k + 2;
    end
end
den = den(1:n);
num = num(1:n);

Создайте модель Simulink основной платы

Создайте модель Simulink основной платы с помощью передаточных функций Преобразования Лапласа. Затем соедините случайный источник с входом основной платы и осциллографа к его вводу и выводу.

modelname = fliplr(strtok(fliplr(tempname), filesep));
simulink_rfmodel_build_rational_system_helper(modelname , numel(num))
simulink_rfmodel_add_source_sink_helper(modelname)

Рисунок 1. Модель Simulink для рациональной функции

Симулируйте модель Simulink рациональной функции

Когда вы симулируете модель, Осциллограф показывает удар дифференциальной основной платы на случайном входном сигнале.

set_param([modelname,'/Rational Model Output'], 'Open', 'on')
h = findall(0, 'Type', 'Figure', 'Name', 'Rational Model Output');
h.Position = [200, 216, 901, 442];
sim(modelname);

Закройте модель

close_system(modelname, 0)

Документация