В этом примере показано, как создать пользовательский элемент из S-параметров и добавить его в rfbudget
объект для бюджетного анализа ссылки с помощью Symbolic Math Toolbox™. Пользовательским элементом в этом примере является взаимный индуктор.
Рассмотрите взаимный индуктор как показано на рисунке 1 с индукторами и . Это примеры использует Symbolic Math Toolbox, чтобы извлечь аналитические S-параметры взаимного индуктора и записать им объект RF Toolbox™. Чтобы извлечь S-параметры из схемы, смотрите S-параметры Извлечения от Схемы.
Рисунок 1: взаимный индуктор
Один способ смоделировать взаимный индуктор в RF Toolbox состоит в том, чтобы чертить взаимный индуктор как эквивалент сети 2D порта индукторов в настройке T. Такой взаимный индуктор показывают на рисунке 2 со взаимной индуктивностью и коэффициент связи . Взаимная индуктивность дана уравнением связывает M и k
. Индукторы в настройке T могут иметь отрицательные величины, когда существует сильная связь между индукторами или если больше или .
Рисунок 2: T-схемное-изображение взаимного индуктора
Как обсуждено в S-параметрах Извлечения из примера Схемы, чтобы извлечь S-параметры из схемы необходимо управлять одним портом при завершении другого. Это показывают на рисунке 3. Используйте конститутивные и консервативные уравнения, чтобы представлять схему в форме ветви узла. Существует восемь неизвестных, пять токов ветви и три напряжения узла. Поэтому существует восемь уравнений в форме узла, пять конститутивных уравнений для ветвей и три консервативных уравнения, полученные из Действующего законодательства Кирчофф для узлов. Конститутивное уравнение для резистора выведено из закона Ома,, и конститутивным уравнением для индуктора дают , где s
комплексная частота.
Рисунок 3: взаимный индуктор, управляемый в порте 1 с текущим источником
syms F syms I [5 1] syms V [3 1] syms Z0 La Lb M s nI=5; % number of branch currents nV=3; % number of node voltages % F = [Fconstitutive; Fconservative] F = [ V1 - Z0*I1 V1 - V2 - (La-M)*I3*s V2 - M*I4*s V2 - V3 + (Lb-M)*I5*s V3 - I2*Z0 I1 + I3 I4 - I5 - I3 I2 + I5 ]
F =
Определите якобиан относительно неизвестных, этих пяти токов ветви и трех напряжений узла.
J = jacobian(F,[I; V]);
Как показано в S-параметре Извлечения из примера Схемы, создайте правую сторону, rhs
вектор к диску и оконечным портам.
syms rhs [nI+nV 2] syms x v S t % Compute S-parameters of cascade rhs(:,:) = 0; rhs(nI+1,1) = 1/Z0; % rhs for driving input port rhs(nI+nV,2) = 1/Z0 % rhs for driving output port
rhs =
backsolving rhs
, решите для напряжений с помощью якобиана.
x = J \ rhs; v = x(nI+[1 nV],:); S = (2*v - eye(2));
Для того, чтобы создать sparameters
объект, параметры должны быть определены в наборе частот. Для этого задайте переменные для своего взаимного индуктора. Если требуется протестировать несколько значений на переменные и автоматически обновить sparameters
объект, используйте Числовые Ползунки в Управлении, выпадающем под вкладкой Live Editor. Затем используйте matlabFunction
Symbolic Math Toolbox автоматически сгенерировать функцию,
mutualInductorS
вычислить аналитические S-параметры в наборе частот. Наконец, используйте sparameters
объект создать объект S-параметров.
matlabFunction(S,'file','mutualInductorS.m','Optimize',false); La = 0.000001; Lb = 0.000001; Z0 = 50; k = 0.763; M = k* (La*Lb) ^ (1/2)); частота = linspace (1e9,2e9,10); s = 2i*pi*freq; s_param = нули (2,2,10); for индексируйте = 1:numel (частота) s_param (:: индекс) = mutualInductorS (Lb, Lb, M, Z0, s (индекс)); end Sobj = sparameters (s_param, частота);
Используйте rfwrite
функция, чтобы создать файл Touchstone® из sparameters
объект.
rfwrite(Sobj,'mutualInductor.s2p');
Создайте nport
объект.
n = nport('mutualInductor.s2p');
Обеспечьте nport
возразите как вход против rfbudget
объект.
b = rfbudget(n,2.1e9,-30,10e3);
Введите эту команду в командном окне MATLAB, чтобы открыть взаимный индуктор как элемент S-параметра в приложении RF Budget Analyzer.
show(b)
Используя этот метод можно создать собственные компоненты для бюджетного анализа RF.