Визуализация шпор смесителя

В этом примере показано, как создать rfckt.mixer и постройте график смесительных шпор этого объекта.

Смесители являются нелинейными устройствами, используемыми в радиочастотных системах. Они обычно используются для преобразования сигналов с одной частоты на другую. В дополнение к требуемой выходной частоте смесители также производят интермодуляционные продукты (также называемые смесителями), которые являются нежелательными побочными эффектами их нелинейности. Выход смесителя происходит на частотах:

$_{Fout} (N, M) =_{|}_{NFin}$ + MFLO |

где:

$_{Fin}$ - входная частота.
$_{FLO}$ - частота гетеродина (LO).
$N$ - неотрицательное целое число.
$M$ - целое число.

Только одна из этих выходных частот является требуемым тональным сигналом. Например, в смесителе понижающего преобразования (т.е. $_{Fin} =_{}$ FRF) с низкой стороной LO (т.е $._{} {FRF}_{>}$ FLO) $случай$ N $= 1$ , M = -1 представляет желаемый выходной тон. То есть:

$_{Fout} (1, - 1)_{=} {FIF}_{=} |_{} NFin_{+}_{MFLO}$ | = FRF-FLO

Все другие комбинации $N$ и $М$ представляют ложные интермодуляционные продукты.

Таблицы интермодуляции (IMT) часто используются при системном моделировании смесителей. В этом примере сначала рассматривается IMT смесителя. Затем в примере считывается .s2d файл формата, содержащий IMT, и отображает выходную мощность на каждой выходной частоте, включая требуемый сигнал и нежелательные пружины. Пример также создает каскадную схему, которая содержит смеситель с IMT, за которым следует фильтр, целью которого является смягчение отрогов, и строит график выходной мощности до и после смягчения.

Дополнительные сведения об IMT см. в примере OpenIF Поиск свободных полос пропускания IF.

Создать объект микширования из файла данных

Создание rfckt.mixer объект для представления микшера понижающего преобразования, указанного в файле, samplespur1.s2d. Смеситель характеризуется S-параметрами, точечным шумом и IMT. Эти данные хранятся в NetworkData, NoiseData и MixerSpurData свойства rfckt объект, соответственно.

Mixer = rfckt.mixer('FLO', 1.7e9);      % Flo = 1.7GHz
read(Mixer,'samplespur1.s2d');
disp(Mixer)

   rfckt.mixer with properties:

      MixerSpurData: [1x1 rfdata.mixerspur]
          MixerType: 'Downconverter'
                FLO: 1.7000e+09
         FreqOffset: []
    PhaseNoiseLevel: []
          NoiseData: [1x1 rfdata.noise]
      NonlinearData: Inf
           IntpType: 'Linear'
        NetworkData: [1x1 rfdata.network]
              nPort: 2
     AnalyzedResult: [1x1 rfdata.data]
               Name: 'Mixer'

IMT = Mixer.MixerSpurData.data

IMT = 16×16

    99    26    35    39    50    41    53    49    51    42    62    51    60    47    77    50
    24     0    35    13    40    24    45    28    49    33    53    42    60    47    63    99
    73    73    74    70    71    64    69    64    69    62    74    62    72    60    99    99
    67    64    69    50    77    47    74    44    74    47    75    44    70    99    99    99
    86    90    86    88    88    85    86    85    90    85    85    85    99    99    99    99
    90    80    90    71    90    68    90    65    88    65    85    99    99    99    99    99
    90    90    90    90    90    90    90    90    90    90    99    99    99    99    99    99
    90    90    90    90    90    87    90    90    90    99    99    99    99    99    99    99
    99    95    99    95    99    95    99    95    99    99    99    99    99    99    99    99
    90    95    90    90    90    99    90    99    99    99    99    99    99    99    99    99
      ⋮

Выходной сигнал и шпоры смесителя графика

Используйте plot способ rfckt объект для построения графика мощности требуемого выходного сигнала и шпор. Второй входной аргумент должен быть строкой 'MIXERSPUR'. Третий входной аргумент должен быть индексом схемы, для которой нужно построить график данных выходной мощности. rfckt.mixer объект содержит только одну схему (смеситель), так что индекс 0 соответствует входу смесителя, а индекс 1 соответствует выходу смесителя.

CktIndex = 1;       % Plot the output only
Pin = -10;          % Input power is -10dBm
Fin = 2.1e9;        % Input frequency is 2.1GHz
figure
plot(Mixer,'MIXERSPUR',CktIndex,Pin,Fin);

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type stem. These objects represent Signal, Spurs.

Использовать курсор данных

Наведите курсор на график, чтобы получить частоту и уровень мощности каждого сигнала и катушки.

Создание каскадной цепи

Создайте объект усилителя для объектов LNA, микшера и LC Bandpass Tee. Затем создайте каскад, показанный на следующем рисунке:

Рис. 1: Каскадная схема

FirstCkt = rfckt.amplifier('NetworkData', ...
    rfdata.network('Type','S','Freq',2.1e9,'Data',[0,0;10,0]), ...
    'NoiseData',0,'NonlinearData',Inf);  	    % 20dB LNA
SecondCkt = copy(Mixer);                        % Mixer with IMT table
ThirdCkt = rfckt.lcbandpasstee('L',[97.21 3.66 97.21]*1.0e-9, ...          
    'C',[1.63 43.25 1.63]*1.0e-12);             % LC Bandpass filter                                             
CascadedCkt = rfckt.cascade('Ckts',{FirstCkt,SecondCkt,ThirdCkt});

График выходного сигнала и пружин фильтра LC в каскаде

Используйте plot способ rfckt объект для построения графика мощности требуемого выходного сигнала и шпор. Третий входной аргумент: 3, которая направляет панель инструментов для построения графика мощности на выходе третьего компонента каскада (LC-фильтр).

CktIndex = 3;       % Plot the output signal and spurs of the LC filter, 
                    % which is the 3rd circuit in the cascade
Pin = -30;          % Input power is -30dBm
Fin = 2.1e9;        % Input frequency is 2.1GHz
plot(CascadedCkt,'MIXERSPUR',CktIndex,Pin,Fin)

Figure contains an axes. The axes contains an object of type stem. This object represents Signal.

Распечатать каскадный сигнал и шпоры в 3D

Используйте plot способ rfckt объект с третьим входным аргументом 'all' для построения графика входной мощности и выходной мощности после каждого компонента схемы в каскаде. Индекс цепи 0 соответствует входу каскада. Индекс цепи 1 соответствует выходу LNA. Индекс цепи 2 соответствует выходному сигналу смесителя, который был показан на предыдущем графике. Индекс цепи 3 соответствует выходу фильтра LC Bandpass Tee.

CktIndex = 'all';   % Plot the input signal, the output signal, and the 
                    % spurs of the three circuits in the cascade: FirstCkt,
                    % SecondCkt and ThirdCkt
Pin = -30;          % Input power is -30dBm 
Fin = 2.1e9;        % Input frequency is 2.1GHz
plot(CascadedCkt,'MIXERSPUR',CktIndex,Pin,Fin)
view([68.5 26])

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type stem. These objects represent Signal, Spurs.

Документация