Симулируйте высокочастотные компоненты

В этом примере показано, как использовать моделирование огибающей схемы RF Blockset™, чтобы симулировать высокочастотные компоненты при сокращении времени симуляции.

Симулируйте сигнал полосы пропускания в программном обеспечении Simulink

Модель, ex_simrf_tut_passband, показывает, как модулировать действительный сигнал полосы пропускания с квадратурными компонентами и синфазным.

Открыть эту модель, в командной строке MATLAB^®, введите:

addpath(fullfile(docroot,'toolbox','simrf','examples'))
ex_simrf_tut_passband

Система указывает, что действительная полоса пропускания сигнализирует о x (t) согласно формуле

$x (t) = I (t) \cos (2 π f_{c} t) - Q (t) \sin (2 π f_{c} t)$

где:

I (t) является синфазной частью сигнала модуляции, равного 3 в этом примере, смоделированный блоком Constant пометил In-phase modulation.
Q (t) является квадратурной частью модуляции, равной 4 в этом примере, смоделированный блоком Constant пометил Quadrature modulation.
_fc является несущей частотой, равной 1 ГГц в этом примере.

Выполнение модели производит следующий выход на осциллографе.

Выходной сигнал в Действительном Осциллографе Полосы пропускания имеет величину 5 и сдвиг фазы atan2d(3,-4), или приблизительно 143 °.

В диалоговом окне Configuration Parameters параметр Fixed-step size (fundamental sample time) был установлен на 1/16*1e-9. Это значение находится на порядке длины волны поставщика услуг. Симуляция берет в общей сложности 81 выборку — 16 на цикл.

Сравните полосу пропускания и сгенерированные модулированные сигналы в программном обеспечении RF Blockset

Модель, ex_simrf_tut_compare, показывает, как сравнить полосу пропускания и сгенерированные модулированные сигналы. Этот раздел основывается на результатах предыдущего раздела, Симулируйте Сигнал Полосы пропускания в Simulink Software.

Открыть эту модель, в командной строке MATLAB, введите:

addpath(fullfile(docroot,'toolbox','simrf','examples'))
ex_simrf_tut_compare

Система симулирует действительный сигнал полосы пропускания как действительную часть комплексного сигнала полосы пропускания согласно формуле

$x (t) = Re [(I (t) + j Q (t)) \exp (j \cdot 2 π f_{c} t)] = I (t) \cos (2 π f_{c} t) - Q (t) \sin (2 π f_{c} t)$

где:

I (t) + jQ (t) является модуляцией с комплексным знаком, равной 3 + 4j.
_fc является угловой частотой, равной 1 ГГц.

Вопреки реализации полосы пропускания Simulink^® в предыдущем разделе комплексный сгенерированный модулированный сигнал, управляющий системой RF Blockset, не включает поставщика услуг. Вместо этого среда RF Blockset обрабатывает поставщика услуг аналитически. Поставщик услуг появляется в четырех различных блоках в среде RF Blockset:

В блоке Inport параметр Carrier frequencies задает несущие частоты модуляций, входящих снаружи среды RF Blockset. В этом примере существует только один входной сигнал и только один поставщик услуг ( 1 ГГц в виде 1e9 Hz).
В блоке Outport параметр Carrier frequencies задает сигнал на 1e9 Hz поставщик услуг (1 ГГц) как Сигналы Simulink. Эти сигналы появляются в портах I и Q. Параметр Output устанавливается на Real Passband, таким образом, этот сигнал представляет действительный сигнал полосы пропускания на поставщике услуг на 1 ГГц.
В помеченном блоке RF Blockset Outport1 блока, также блок Outport, параметр Carrier frequencies задает сигнал, выведенный на 1e9 Hz поставщик услуг (1 ГГц) как Сигналы Simulink. Эти сигналы появляются в портах I и Q. Параметр Output устанавливается на In-phase and Quadrature Baseband, таким образом, эти сигналы представляют синфазные модуляции и квадратурные модуляции сигнала на поставщике услуг на 1 ГГц.
В блоке Configuration параметр Carrier frequencies задает всех поставщиков услуг, чтобы быть смоделированным в среде моделирования огибающей схемы RF Blockset. В этом примере задан только один поставщик услуг. Для большего количества опций обратитесь к блоку Configuration.

Выполнение модели производит следующий выход на осциллографах.

Действительный Осциллограф Полосы пропускания отображает тот же вывод как пример в предыдущем разделе, Симулируйте Сигнал Полосы пропускания в Simulink Software. Сигнал имеет величину 5 и сдвиг фазы, сопоставимый с заданным синфазным и квадратурными амплитудами.

Поставщик услуг на 1 ГГц самостоятельно не появляется в выходе. Результаты соответствуют действительным и мнимым частям Комплексной модуляции во входе системы. Они также соответствуют Синфазной модуляции, и Квадратурные блоки модуляции в Симулируют Сигнал Полосы пропускания в Simulink Software.

Симулируйте конверт сгенерированного модулированного сигнала

Модель, ex_simrf_tut_envelope, показывает, как симулировать конверт использования синусоиды блоки RF Blockset. Этот раздел основывается на результатах предыдущего раздела, Сравните Полосу пропускания и Сгенерированные модулированные сигналы в RF Blockset Software.

Открыть эту модель, в командной строке MATLAB, введите:

addpath(fullfile(docroot,'toolbox','simrf','examples'))
ex_simrf_tut_envelope

Система почти идентична системе в предыдущем разделе, кроме:

Модель содержит только один блок RF Blockset Outport и только один осциллограф. Среда RF Blockset синфазные выходные параметры и квадратурные модуляции сигнала на 1 ГГц. В блоке RF Blockset Outport параметр Output устанавливается на In-phase and quadrature baseband. Поскольку система не сконфигурирована, чтобы вывести действительный сигнал полосы пропускания, поставщик услуг не симулирован.
В диалоговом окне Configuration Parameters параметр Fixed-step size (fundamental sample time) больше. Его значением является 5e-9 вместо 1/16*1e-9.

Выполнение модели производит следующий выход в осциллографе.

Осциллограф I/Q отображает синфазное и квадратурные основополосные компоненты сигнала на 1 ГГц. Поставщик услуг на 1 ГГц самостоятельно не появляется в выходе. Результаты соответствуют действительным и мнимым частям Комплексной модуляции во входе системы.

В отличие от моделей в предыдущих двух разделах, Simulink работает по-другому в этой модели. Поскольку сигналы модуляции являются постоянными в этом примере, только две точки выборки необходимы. Чтобы симулировать изменяющийся во времени сигнал модуляции, Simulink может использовать закрепленный временной шаг на порядке обратной величины его пропускной способности.

Модель использует значение 5e-9 для параметра Fixed-step size (fundamental sample time). Это значение равняется Stop time, потому что в этом случае сигналы модуляции являются постоянными. По сравнению с предыдущими примерами, которые используют шаг расчета 1/16*1e-9, эта модель симулирует точно с временным шагом 80 больше времена. Этот размер шага приводит к сокращению общего шага расчета фактором 80, исключая начальный временной шаг во время 0.

Документация