Exponenta Banner
exponenta event banner

Моделирование радиочастотного шума

В этом примере используются:

Открыть сценарий

Этот пример показывает, как пользоваться библиотекой Конверта Схемы Blockset™ РФ, чтобы моделировать шум и вычислить шумовую власть. Результаты сравниваются с теоретическими расчетами и эталонной моделью Communications Toolbox™.

Модель показана ниже.

Архитектура системы

Система RF, показанная белым цветом, состоит из:

  • A Configuration блок, устанавливающий параметры глобального моделирования для системы RF Blockset. Если флажок «Имитировать шум» установлен, шум включается в моделирование.

  • Один External Noise источник со спектральной плотностью мощности$4kT_sR$, подаваемой на вход. В этом уравнении$k$ - постоянная Больцмана, -$T_s$ температура источника и -$R$ опорный импеданс шума. В этом примере используется расчетный уровень шума -174 дБм/Гц. External Noise источник является явным сигналом.

  • Один Amplifier блок с заданным коэффициентом усиления мощности и показателем шума.

  • A Voltage Sensor (т.е. Outport), с параметром Source type, установленным в Voltage.

  • Резисторы источника и нагрузки.

Справочная система Communications Toolbox, показанная зеленым цветом, состоит из:

  • Gain блоки, моделирующие эффекты усиления и нагрузки усилителя.

  • Два Receiver Thermal Noise блоки, которые моделируют внешний шум и шум усилителя соответственно.

Calculate Power блок вычисляет мощность шума RMS. Обратите внимание, что сигнал Communications Toolbox ссылается на 1 Ом, в то время как мощность RF Blockset вычисляется для фактической нагрузки.$R_load$

Пример модели определяет переменные для параметров блока с помощью функции обратного вызова. Чтобы получить доступ к обратным вызовам модели, выберите команду МОДЕЛИРОВАНИЕ > Настройки модели > Свойства модели и перейдите на вкладку Обратные вызовы в окне Свойства модели.

Выполнение примера

  1. Напечатать open_system('RFNoiseExample') в командной строке.

  2. Выберите Моделирование > Выполнить.

Noise Power Display блок проверяет, эквивалентны ли модели шума RF Blockset и Communications Toolbox.

Вычисление шума радиочастотной системы

Для включения шума в среде огибающей RF Blockset circuit:

  • В Configuration в диалоговом окне блока выберите «Моделирование шума».

  • Задайте температуру. RF Blockset использует это значение для вычисления эквивалентной температуры шума внутри усилителя.

  • Задайте параметр Noise figure (dB) для любых усилителей или смесителей в системе.

В примере для заданного коэффициента усиления МШУ 4 дБ и показателя шума 3 дБ выходной шум вычисляется с использованием следующих уравнений:

$$G_1 = 2.5119 \mbox{ (4 dB)}$$

$$F_1 = 1.9953 \mbox{ (3 dB)}$$

Следующее уравнение преобразует коэффициент шума в эквивалентную температуру шума.$T$ - параметр температуры RF Blockset Configuration блок.

$$T_e = (F_1 - 1)*T = 288.63$$

Окончательное уравнение вычисляет выходную мощность шума.$T_s$ - температура SimRF™ External Noise блок и панель инструментов связи External Noise Floor блок.

$$N_{out,sys} = 10\log_{10}{\left(k(T_s + T_e)G_1\right)} + 30 = -166.97
\mbox{ dBm/Hz}$$

Доступная мощность шума - это мощность, которая может подаваться резистивным источником, когда он подает бесшумную резистивную нагрузку, равную сопротивлению источника. Зеленый External Noise Floor блок генерирует доступную мощность, привязанную к 50 Ом.

Front End Gain блок моделирует делитель напряжения благодаря сопротивлению источника и входному импедансу усилителя.

Зеленый Reference Amplifier Noise и Amplifier Gain блокирует моделирование шума, добавляемого усилителем и усилителем, соответственно.

Выходные данные панели инструментов Communications Toolbox Amplifier Gain блок равен напряжению на RF Blockset R_load блок.

Документация по инструментам связи

Поддержка