Amplifier

Усилитель модели в системах РФ

  • Библиотека:
  • RF Blockset / Конверт Схемы / Элементы

Описание

Используйте блок Amplifier, чтобы смоделировать линейный или нелинейный усилитель, с или без шума. Определение усиления усилителя с помощью источника данных также задает визуализацию входных данных и моделирование. Используйте параметры вкладки Main, чтобы задать усиление усилителя и шум с помощью значений таблицы данных, стандартного s2p файлы, S-параметры или коэффициенты полинома конверта схемы.

Усилитель реализован как полином, управляемый напряжением источник напряжения (VCVS) кроме тех случаев, когда усиление усилителя получено из Data source. VCVS включает нелинейность, которая описана с помощью параметров, перечисленных во вкладке Nonlinearity. Чтобы смоделировать линейное усиление, усилитель реализует отношение V = a1*Vin между напряжениями ввода и вывода. Входным напряжением является V i (t) = A i (t) ejωt, и выходным напряжением является V o (t) = A o (t) ejωt в каждом поставщике услуг w = 2πf в среде RF Blockset™.

В случае, если усиление усилителя получено из источника данных, реализация усилителя основана на данных S-параметра.

Нелинейное усиление моделируется как полином (со степенью насыщения, вычисленной автоматически). Это также производит дополнительные частоты межмодуляции.

Параметры

развернуть все

Основной

Исходный параметр усилителя получает в виде одного из следующего:

  • Available power gain — параметр Available power gain используется, чтобы вычислить линейный термин усиления напряжения полиномиального VCVS, a 1. Это вычисление принимает совпадающее завершение загрузки для усилителя.

  • Open circuit voltage gain — параметр Open circuit voltage gain используется в качестве линейного термина усиления напряжения полиномиального VCVS, a 1.

  • Data source

    При использовании опции источника данных, S 11 и S 22, используются в качестве импедансов ввода и вывода. Источники данных заданы с помощью любого Data file или Network-parameters или Rational model, В зависимости от значения Data source.

  • Polynomial coefficients — Блок реализует нелинейное усиление напряжения согласно заданным полиномиальным коэффициентам

Доступное усиление степени усилителя в виде скаляра в дБ. Задайте модули из соответствующего выпадающего списка.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Available power gain во вкладке Source of amplifier gain.

Напряжение разомкнутой цепи усилителя в виде скаляра в дБ. Задайте модули из соответствующего выпадающего списка.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Open circuit voltage gain во вкладке Source of amplifier gain.

Источник данных в виде одного из следующего:

  • Data file — Имя файла Пробного камня с extension.s2p.

  • Network-parameters — Обеспечьте данные Network parameter, такие как S-parameters, Y-parameters, и Z-parameters с соответствующим Frequency и Reference impedance (ohms) для усилителя.

  • Rational model — Введите значения для Residues, Poles и параметров Direct feedthrough, которые соответствуют уравнению для рациональной модели

    F(s)=(k=1nCksAk+D),s=j2πf

    В этом рациональном уравнении модели каждый Ck является остатком полюса Ak. Если Ck является комплексным, соответствующий комплексно-сопряженный полюс и остаток должны также быть перечислены. Этот объект имеет свойства CA, и D. Можно использовать эти свойства задать Residues, Poles и параметры Direct feedthrough.

Когда усилитель нелинеен, нелинейность применяется только к термину S21 рассеивающихся параметров, представляющих элемент с 2 портами. В этом случае S21 независим от частоты со своим постоянным значением, являющимся или максимальным значением S21 или значением S21 на частоте Операции, заданной пользователем. Другие параметры рассеивания, S11, S12 и S22 остаются то же самое как в линейном случае.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Data source во вкладке Source of amplifier gain.

Порядок полинома в виде вектора.

Порядок полинома должен быть меньше чем или равен 9. Коэффициенты упорядочены в возрастающих степенях. Если вектор имеет 10 коэффициентов, [a0, a1, a2... a9], полином, который это представляет:

Vout = a 0 + a 1Vin + a 2Vin2  + ... + a 9Vin9

где a 1 представляет линейный термин усиления, и условия высшего порядка моделируются согласно [1].

Например, вектор [a0, a1, a2, a3] задает отношение Vout = a 0 + a 1V1 + a 2V12  + a 3V13. Конечные нули не использованы. Так, [a0, a1, a2] задает тот же полином как [a0, a1, a2, 0]. Значение по умолчанию этого параметра [0,1], соответствуя линейному отношению Vout = Vin.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Polynomial coefficients во вкладке Source of amplifier gain.

Сетевой тип параметра в виде S-parameters, Y-parameters, или Z-parameters.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, сначала выберите Data source во вкладке Source of amplifier gain. Затем выберите Network-parameters во вкладке Data source.

Входной импеданс усилителя в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Available power gain, Open circuit voltage gain, или Polynomial coefficients во вкладке Source of amplifier gain.

Выходной импеданс усилителя в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Available power gain, Open circuit voltage gain, или Polynomial coefficients во вкладке Source of amplifier gain.

Имя сетевого файла данных параметра в виде вектора символов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, сначала выберите Data source во вкладке Source of amplifier gain. Затем выберите Data file в Data source.

Частота сетевых параметров в виде скаляра в Гц.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, сначала выберите Data source во вкладке Source of amplifier gain. Затем выберите Network-parameters в Data source.

Ссылочный импеданс сетевых параметров в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, сначала выберите Data source во вкладке Source of amplifier gain. Затем выберите Network-parameters в Data source.

Остатки в порядке рациональной модели в виде вектора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, сначала выберите Data source во вкладке Source of amplifier gain. Затем выберите Rational model в Data source.

Полюса в порядке рациональной модели в виде вектора.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, сначала выберите Data source во вкладке Source of amplifier gain. Затем выберите Rational model в Data source.

Прямое сквозное соединение в виде вектора массивов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, сначала выберите Data source во вкладке Source of amplifier gain. Затем выберите Rational model в Data source.

Выберите эту опцию, чтобы задать частоту операции.

По умолчанию эта опция не выбрана.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, сначала необходимо задать нелинейный Polynomial coefficients в Source of amplifier gain. Затем выберите Piece-wise linear orColored в Noise distribution в Шумовой панели.

Частота операции в виде скаляра или вектора в Гц.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, сначала необходимо выбрать Specify operation frequency.

Выберите эту опцию, чтобы заземлить и скрыть отрицательные терминалы. Очистите этот параметр, чтобы отсоединить отрицательные терминалы. Путем представления этих терминалов можно соединить их с другими частями модели.

По умолчанию эта опция выбрана.

Нелинейность

Тип нелинейности в виде Even and odd order или Odd order.

  • Когда вы выбираете Even and odd order, усилитель может произвести второй - и частоты межмодуляции третьего порядка в дополнение к линейному члену.

  • Когда вы выбираете Odd order, усилитель генерирует только нечетные частоты межмодуляции порядка.

    Линейное усиление определяет линейный a 1 термин. Блок вычисляет остающиеся условия от заданных параметров. Этими параметрами является IP3, 1-dB gain compression power, Output saturation power и Gain compression at saturation. Количество ограничений, которые вы задаете, определяет порядок модели. Рисунок показывает графическое определение нелинейных параметров усилителя.

Соглашение точек пересечения, заданное Input- отнесенный, или Output- отнесенное соглашение. Используйте эту спецификацию в точках пересечения, степени сжатия с 1 усилением дБ и степени насыщения.

Точка пересечения второго порядка в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, выберите Even and odd order в Nonlinear polynomial type.

Точка пересечения третьего порядка в виде скаляра.

Степень сжатия с 1 усилением дБ в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, выберите Odd order в Nonlinear polynomial type.

Выведите степень насыщения в виде скаляра. Блок использует это значение, чтобы вычислить точку насыщения напряжения, используемую в нелинейной модели. В этом случае первая производная полинома является нулем, и вторая производная отрицательна.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, выберите Odd order в Nonlinear polynomial type.

Получите сжатие в насыщении в виде скаляра.

Когда Nonlinear polynomial type является Odd order, задайте сжатие усиления в насыщении.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, сначала выберите Odd order в Nonlinear polynomial type. Затем измените значение по умолчанию Output saturation power

Выберите эту опцию, чтобы задать частоту операции.

По умолчанию эта опция не выбрана.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, источник данных должен быть нелинейным, или шум должен быть окрашен.

Частота операции в виде скаляра или вектора в Гц.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, сначала необходимо выбрать Specify operation frequency.

Шум

Выберите этот параметр, чтобы симулировать шум, как задано в параметрах блоков или на файле.

Если шум задан в .s2p файл, затем это используется в симуляции.

Шумовой тип в виде Noise figure или Spot noise data.

Шумовое распределение в виде:

  • White, спектральная плотность является одним неотрицательным значением. Значение степени шума зависит от пропускной способности поставщика услуг, и пропускная способность зависит от временного шага. Это - некоррелированый источник шума.

  • Piece-wise linear, спектральная плотность является вектором значений [пи]. Для каждого поставщика услуг источник шума ведет себя как белый некоррелированый шум. Степень источника шума зависима поставщиком услуг.

  • Colored, зависит и от поставщика услуг и от пропускной способности. Это - коррелированый источник шума.

Шумовая фигура в виде скаляра в децибелах.

Данные о частоте в виде скаляра или вектора в герц.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, сначала выберите Piece-wise linear или Colored в Noise distribution.

Минимальная шумовая фигура в виде скаляра или вектора в децибелах.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, сначала выберите Spot noise data в Noise type.

Коэффициент отражения Optim в виде скаляра или вектора.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, сначала выберите Spot noise data в Noise type.

Эквивалентное нормированное шумовое сопротивление в виде скаляра или вектора.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, сначала выберите Spot noise data в Noise type.

Выберите этот параметр, чтобы автоматически вычислить импульсную характеристику для зависимых шумов частоты. Очистите этот параметр, чтобы вручную задать длительность импульсной характеристики с помощью Impulse response duration. Вы не можете задать импульсную характеристику, когда усилитель нелинеен, когда в этом случае шум симулирован как белый шум.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, сначала выберите Colored в Noise distribution.

Длительность импульсной характеристики раньше симулировала зависимый шум частоты в виде скаляра в секундах. Вы не можете задать импульсную характеристику, если усилитель нелинеен.

Зависимости

Устанавливать этот параметр, сначала ясный Automatically estimate impulse response duration.

Моделирование

S-параметры модели в виде:

  • Временной интервал (rationalfit) метод создает аналитическую рациональную модель, которая аппроксимирует целую область значений данных. При моделировании использования Time domain, Plot в Visualization вкладка отображает на графике данные, заданные в Data Source и значения в rationalfit функция.

  • Частотный диапазон вычисляет основополосную импульсную характеристику для каждой несущей частоты независимо. Этот метод основан на свертке. Существует опция, чтобы задать длительность импульсной характеристики. Для получения дополнительной информации смотрите, Сравнивают Опции Симуляции Времени и Частотного диапазона для S-параметров.

  • Для Amplifier и блоков S-parameters, значением по умолчанию является Time domain (rationalfit). Для блока Transmission Line значением по умолчанию является Frequency domain.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, сначала выберите Data source в Source of amplifier gain. Этот выбор активирует Вкладку Modeling, которая содержит Modeling options

Rationalfit подходящие опции в виде Fit individually, Share poles by column, или Share all poles.

Rational fitting results показывает значения Number of independent fits, Number of required poles и Relative error achieved (dB).

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, выберите Time domain (rationalfit) в Modeling options.

Относительная погрешность, приемлемая для рациональной подгонки в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, выберите Time domain (rationalfit) в Modeling options.

Выберите этот параметр, чтобы автоматически вычислить импульсную характеристику. Очистите этот параметр, чтобы вручную задать длительность импульсной характеристики с помощью Impulse response duration.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, выберите Frequency domain в Modeling options.

Длительность импульсной характеристики в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, сначала выберите Frequency domain в Modeling options. Затем очистите Automatically estimate impulse response duration.

Выберите этот параметр к фазе s-параметра и задержите импульсную характеристику наполовину ее длина. Этот параметр применим только для данных S-параметра, смоделированных во временном интервале. Можно использовать это, чтобы сформировать спектральное содержимое с эффектами фильтра путем определения только величины.

Примечание

Этот параметр вводит искусственную задержку с системой.

Визуализация

Источник данных частоты в виде:

Когда Source of frequency data является Extracted from data source, Data source должен быть установлен в Data file. Проверьте, что заданный Data file содержит данные о частоте.

Когда Source of frequency data является User-specified, задайте вектор частот в параметре Frequency data. Кроме того, задайте модули из соответствующего выпадающего списка.

Зависимости

Чтобы установить этот параметр, сначала выберите Data source в Source of amplifier gain. Этот выбор активирует Вкладку Visualization, которая содержит Source of frequency data

Данные о частоте располагаются в виде вектора

Тип графика данных, который вы хотите произвести со своими данными, заданными как одно из следующего:

  • X-Y plane — Сгенерируйте Декартов график своих данных по сравнению с частотой. Чтобы создать линейный, полужурнал или графики логарифмического журнала, установил Y-axis scale и X-axis scale соответственно.

  • Polar plane — Сгенерируйте полярный график своих данных. Блок строит только область значений данных, соответствующих заданным частотам.

  • Z smith chart, Y smith chart, и ZY smith chart — Сгенерируйте график Smith®. Блок строит только область значений данных, соответствующих заданным частотам.

Тип S-параметров, чтобы построить в виде S11, S12, S21, или S22. Когда шумом является спектральный NF графический вывод возможен.

Тип S-параметров, чтобы построить в виде S11, S12, S21, или S22. Когда шумом является спектральный NF графический вывод возможен.

Постройте формат в виде Magnitude (decibels), Angle(degrees)действительный, или Imaginary.

Постройте формат в виде Magnitude (decibels), Angle(degrees)действительный, или Imaginary.

Шкала оси Y в виде Linear или Logarithmic.

Шкала оси X в виде Linear или Logarithmic.

Отобразите заданные данные на графике с помощью кнопки графика.

Примеры модели

Больше о

развернуть все

Ссылки

[1] Гонсалес, Гильермо. “Микроволновые транзисторные усилители: анализ и проектирование”, Englewood Cliffs, Нью-Джерси: Prentice Hall, 1984.

[2] Grob, Зигфрид и Юрген Линднер. “Полиномиальная деривация модели нелинейных усилителей, отдел информационных технологий, университет Ульма, Германия.

[3] Kundert, Кен. “Точное и быстрое измерение IP 2 и IP 3”, разработчики ведут сообщество, версию 1b, 22 мая 2002. http://www.designers-guide.org/analysis/intercept-point.pdf.

[4] Pozar, Дэвид М. “Микроволновая разработка”, Хобокен NJ: John Wiley & Sons, 2005.

Смотрите также

| |

Представленный в R2010b

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте