exponenta event banner

IQ демодулятор

Преобразование радиочастотного сигнала в сигнал основной полосы частот

  • Библиотека:
  • Радиочастотный блок/оболочка цепи/системы

  • IQ Demodulator block

Описание

IQ Demodulator преобразует РЧ сигнал в сигнал основной полосы частот. I обозначает синфазную составляющую сигнала и Q обозначает квадратурную фазовую составляющую сигнала. Для проектирования приемников прямого преобразования можно использовать демодулятор IQ.

Параметры

развернуть все

Главный

Исходный параметр коэффициента усиления преобразования, определяемый одним из следующих параметров:

  • Available power gain - Отношение мощности одной боковой полосы (SSB) выходного сигнала I ответвление на входную мощность. Если отсутствует несоответствие усиления, усиление на Q ветвь соответствует коэффициенту усиления в I филиал.

  • Open circuit voltage gain - значение параметра усиления напряжения разомкнутой цепи в качестве линейного члена усиления напряжения полиномиального источника управляемого напряжения (VCVS).

  • Polynomial coefficients - реализует нелинейное усиление напряжения в соответствии с указанным полиномом.

Отношение мощности SSB на выходе I переход на входную мощность, заданную как скаляр в дБ или отношение без единиц измерения. Для отношения без единиц измерения выберите None.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Source of conversion rain значение Available power gain.

Усиление напряжения разомкнутой цепи, указанное как скаляр в дБ.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Source of conversion rain значение Open circuit voltage gain.

Полиномиальные коэффициенты, заданные как вектор.

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

Vout = a0  + a1Vin  + a2Vin2  + ... +  a9Vin9

а1 представляет линейный член усиления, и члены более высокого порядка моделируются согласно [2].

Например, вектор [a0,a1,a2,a3] задает уравнение Vout = a0  + a1V1  + a2V12  + a3V13. Конечные нули опущены. Так [a0,a1,a2] определяет тот же полином, что и [a0,a1,a2, 0].

По умолчанию используется значение [0,1], соответствующее линейному соотношению Vout = Vin.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Source of conversion rain значение Polynomial coefficients.

Частота гетеродина (LO), заданная как скаляр в Hz, kHz, MHz, или GHz.

Входной импеданс IQ демодулятора, определяемый как скаляр в Омах.

Выходной импеданс IQ демодулятора, определяемый как скаляр в Омах.

Выберите для добавления вкладки параметров ИК-фильтра. Снимите флажок, чтобы удалить вкладку.

Выберите для добавления вкладки параметров фильтра CS. Снимите флажок, чтобы удалить вкладку.

Выберите для внутреннего заземления и скрытия отрицательных клемм. Снимите флажок, чтобы открыть отрицательные клеммы. Когда клеммы открыты, их можно соединить с другими частями модели.

Эта кнопка используется для разрыва связей IQ-модулятора с библиотекой. Внутренние переменные заменяются их значениями, которые оцениваются с использованием параметров IQ модулятора. IQ-модулятор становится простой подсистемой, маскируемой только для сохранения значка.

Используйте команду Править систему (Edit System) для редактирования внутренних переменных без расширения подсистемы. Используйте команду «Развернуть систему», чтобы развернуть подсистему на холсте Simulink™ и отредактировать подсистему.

Нарушения

Разница в коэффициенте усиления между I и Q ветви, указанные как скаляр в дБ. Предполагается, что несоответствие усиления происходит в прямом направлении, то есть несоответствие не влияет на утечку из LO в RF.

Если указано несоответствие коэффициента усиления, то значение (Available power gain + I/Q ammatch) соотносит отношение мощности односторонней полосы (SSB) на выходе Q ответвление на входную мощность.

Разность фаз между I и Q ветви, заданные как скаляр в градусах или радианах. Несоответствие фаз влияет на LO для ввода радиочастотной утечки.

Отношение величины между напряжением LO и утекшим РЧ напряжением, заданное как скаляр в дБ. Накопление фазы в тракте от входа LO к внутреннему I и Q смесители (после фазового сдвига и рассогласования фаз), а затем к РЧ принимают нулевыми.

Фигура одностороннего шума смесителя, заданная как скаляр.

Чтобы моделировать шум в модели огибающей цепи с помощью блока «Шум», «Усилитель» или «Смеситель», «IQ демодулятор», необходимо установить флажок «Имитировать шум» в диалоговом окне «Блок конфигурации».

Следующая таблица суммирует два конкурирующих определения для определения шума SSB, где частота изображения (IM) определяется как

Конвенция по шумуСигнал на радиочастотной частотеСигнал на частоте ИМБлок демодулятора IQ поддерживает эту модель?
Односторонний шум (SSB)S + N, сигнал с шумомN, только шумДа
Определение одностороннего шума IEEE (SSBIEE)S + N, сигнал с шумомНет сигналаНет; можно создать эквивалентную модель с помощью идеального фильтра, созданного из блока S-параметров.

Выберите этот параметр для добавления фазового шума в систему демодулятора IQ.

Сдвиг частоты фазового шума, заданный как скаляр, вектор или матрица с каждым элементом в Гц.

При указании матрицы каждый столбец соответствует несущей частоте источника CW без постоянного тока. Значения сдвига частоты связывают полосу пропускания огибающей моделирования. Дополнительные сведения см. в разделе Конфигурация.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Добавить фазовый шум.

Уровень фазового шума, заданный как скаляр, вектор или матрица с единицей элемента в децибелах на дБк/Гц.

При указании матрицы каждый столбец соответствует несущей частоте источника CW без постоянного тока. Значения сдвига частоты связывают полосу пропускания огибающей моделирования. Дополнительные сведения см. в разделе Конфигурация.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Добавить фазовый шум.

Выберите для автоматической оценки импульсной характеристики фазового шума. Очистить, чтобы задать длительность импульсной характеристики с использованием длительности импульсной характеристики.

Длительность импульсной характеристики, используемая для моделирования фазового шума, заданного как скаляр в s, ms, us или ns.

Примечание

Разрешение профиля фазового шума по частоте ограничено длительностью импульсной характеристики, используемой для его моделирования. Увеличение этой длительности для повышения точности профиля фазового шума. Предупреждающее сообщение появляется, если разрешение сдвига частоты фазового шума слишком велико для заданной длительности импульсной характеристики. В этом сообщении также указывается минимальная продолжительность, подходящая для требуемого разрешения.

Зависимости

Чтобы задать этот параметр, снимите флажок Автоматически оценивать длительность импульсной характеристики.

Нелинейность

Выбор Polynomial coefficients для источника коэффициента усиления преобразования на вкладке «Главная» удаляет параметры нелинейности.

Полиномиальная нелинейность, заданная как одно из следующих значений:

  • Even and odd order: IQ демодулятор может производить частоты интермодуляции второго и третьего порядка в дополнение к линейному члену.

  • Odd order: IQ демодулятор генерирует только частоты интермодуляции «нечетного порядка».

    Линейный коэффициент усиления определяет линейный член a1. Блок вычисляет оставшиеся члены из значений, указанных в IP3, 1-dB мощность сжатия коэффициента усиления, мощность насыщения выходного сигнала и сжатие коэффициента усиления при насыщении. Заданное количество зависимостей определяет порядок модели. На рисунке показано графическое определение нелинейных параметров IQ демодулятора.

Соглашение о точках перехвата, указанное как Input (со ссылкой на ввод) или Output (ссылка на вывод). Эта спецификация используется для точек перехвата IP2, IP3, мощности сжатия коэффициента усиления 1-dB и мощности насыщения выходного сигнала.

Точка перехвата второго порядка, заданная как скаляр в dBm, W, mW или dBW. Значение по умолчанию inf dBm соответствует неуказанной точке.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Нелинейный полином значение Even and odd order.

Точка перехвата третьего порядка, заданная как скаляр в dBm, W, mW или dBW. Значение по умолчанию inf dBm соответствует неуказанной точке.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Нелинейный полином значение Even and odd order.

1-dB получить мощность сжатия, заданную как скаляр в dBm, W, mW или dBW. Точка сжатия коэффициента усиления 1-dB должна быть меньше выходной мощности насыщения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Odd order на вкладке Тип нелинейного полинома.

Выходная мощность насыщения, заданная как скаляр. Блок использует это значение для вычисления точки насыщения напряжения, используемой в нелинейной модели. При этом первая производная многочлена равна нулю, а вторая производная отрицательная.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Odd order на вкладке Тип нелинейного полинома.

Сжатие усиления при насыщении, указанное как скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, сначала выберите Odd order на вкладке Тип нелинейного полинома. Затем измените значение по умолчанию для параметра Выходная мощность насыщения.

ИК-фильтр

Выберите «Добавить фильтр отклонения изображения» на вкладке «Главная» для просмотра вкладки «Параметры ИК-фильтра».

Тип моделирования. Моделирование идеального фильтра, фильтра Баттерворта или фильтра Чебышева типа, указанного в разделе Тип фильтра (Filter type), и модели, указанной в разделе Реализация (Implementation).

Фильтр. Моделирует низкочастотный, высокоскоростной, полосовой или полосовой фильтр конструкции, указанной в методе проектирования

Реализация, указанная как одно из следующих:

  • LC Tee: Моделирование аналогового фильтра с LC кусковой теевой структурой, когда метод проектирования Butterworth или Чебышев.

  • LC Pi: Моделирование аналогового фильтра с LC кусковой Pi структурой, когда метод проектирования Butterworth или Чебышев.

  • Transfer Function: Моделирование аналогового фильтра с использованием двухпортовых S-параметров при использовании метода проектирования Butterworth или Chebyshev.

  • Constant per carrier: Смоделировать фильтр с полной передачей или полным отражением, установленным в качестве константы по всей полосе огибающей вокруг каждой несущей. Метод проектирования определен как идеальный.

  • Filter Domain: Моделирование фильтра с использованием свертки с импульсной характеристикой. Метод проектирования определен как идеальный. Импульсная характеристика вычисляется независимо для каждой несущей частоты для захвата идеальной характеристики фильтрации. Когда переход между полной передачей и полным отражением идеального фильтра происходит в полосе огибающей вокруг несущей, реализация в частотной области фиксирует этот переход правильно до разрешения частоты, определенного в длительности импульсной характеристики.

    Примечание

    Из-за причинности включается задержка в половину длительности импульсной характеристики как для отраженных, так и для передаваемых сигналов. Эта задержка ухудшает производительность фильтра, когда сопротивления источника и нагрузки отличаются от значений, указанных в параметрах фильтра.

По умолчанию выполняется реализация Constant per carrier для идеального фильтра и LC Tee за Баттерворта или Чебышева.

Граничная частота полосы пропускания, заданная как скаляр в Гц, кГц, МГц или ГГц.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Ideal и тип фильтра для Lowpass или Highpass.

Выберите этот параметр для реализации порядка фильтрации вручную.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev.

Порядок фильтра, заданный как скаляр. Для типа фильтра Lowpass или HighpassПорядок фильтрации - это количество скошенных элементов хранения. Для типа фильтра Bandpass из Bandstopколичество скошенных элементов хранения в два раза превышает порядок фильтрации.

Примечание

Для фильтров Чебышева четного порядка коэффициент сопротивления RloadRsource > Rratio для реализации сети Tee и RloadRsource < 1Rratio для реализации сети Pi.

Rratio = 1 + α2 + α1 + α2 − start

где:

  • start= 10 (0.1Rp) − 1

  • Rp - пульсация полосы пропускания в дБ.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Реализовать с помощью порядка фильтрации.

Частота полосы пропускания для фильтров нижних и верхних частот, заданная как скаляр в Гц, кГц, МГц или ГГц. Значение по умолчанию: 1 GHz для Lowpass фильтры и 2 GHz для Highpass фильтры.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev и тип фильтра для Lowpass или Highpass.

Частоты полосы пропускания для полосовых фильтров, определяемые как 2-кортежный вектор в Гц, кГц, МГц или ГГц. Эта опция недоступна для полосовых фильтров.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev и тип фильтра для Bandpass.

Ослабление полосы пропускания, указанное как скаляр в дБ. Для полосовых фильтров это значение применяется одинаково к обоим краям полосы пропускания.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev.

Частоты стоп-полосы для полосовых фильтров, определяемые как 2-кортежный вектор в Гц, кГц, МГц или ГГц. Эта опция недоступна для полосовых фильтров.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev и тип фильтра для Bandstop.

Граничные частоты стоп-полосы для полосовых фильтров, определяемые как 2-кортежный вектор в Гц, кГц, МГц или ГГц. Эта опция недоступна для идеальных полосовых фильтров.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Ideal и тип фильтра для Bandstop.

Затухание полосы останова, указанное как скаляр в дБ. Для полосовых фильтров это значение применяется одинаково к обоим краям полосы останова.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev и тип фильтра для Bandstop.

Входное сопротивление источника, указанное как скаляр в Омах.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev.

Сопротивление выходной нагрузки, указанное как скаляр в Омах.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev.

Выберите для автоматической оценки импульсной характеристики фазового шума. Снимите флажок, чтобы вручную задать длительность импульсной характеристики, используя длительность импульсной характеристики.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Ideal и осуществление Frequency domain.

Длительность импульсной характеристики, используемая для моделирования фазового шума, задается как скаляр в s, ms, us или ns. Импульсную характеристику нельзя задать, если усилитель является нелинейным.

Примечание

Разрешение профиля фазового шума по частоте ограничено длительностью импульсной характеристики, используемой для его моделирования. Увеличение этой длительности для повышения точности профиля фазового шума. Предупреждающее сообщение появляется, если разрешение сдвига частоты фазового шума слишком велико для заданной длительности импульсной характеристики. Это сообщение также указывает минимальную продолжительность, подходящую для требуемого разрешения

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Автоматически оценивать длительность импульсной характеристики.

Эта кнопка используется для сохранения проекта фильтра в файл. Допустимые типы файлов: .mat и .txt.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev.

Фильтр CS

Выберите Add Channel Select filters на вкладке Main для просмотра параметров фильтра CS.

Тип моделирования. Моделирование идеального фильтра, фильтра Баттерворта или фильтра Чебышева типа, указанного в разделе Тип фильтра (Filter type), и модели, указанной в разделе Реализация (Implementation).

Фильтр. Моделирует низкочастотный, высокоскоростной, полосовой или полосовой фильтр конструкции, указанной в методе Design.

Реализация, указанная как одно из следующих:

  • LC Tee: Моделирование аналогового фильтра с LC кусковой теевой структурой, когда метод проектирования Butterworth или Чебышев.

  • LC Pi: Моделирование аналогового фильтра с LC кусковой Pi структурой, когда метод проектирования Butterworth или Чебышев.

  • Transfer Function: Моделирование аналогового фильтра с использованием двухпортовых S-параметров при использовании метода проектирования Butterworth или Chebyshev.

  • Constant per carrier: Смоделировать фильтр с полной передачей или полным отражением, установленным в качестве константы по всей полосе огибающей вокруг каждой несущей. Метод проектирования определен как идеальный.

  • Filter Domain: Моделирование фильтра с использованием свертки с импульсной характеристикой. Метод проектирования определен как идеальный. Импульсная характеристика вычисляется независимо для каждой несущей частоты для захвата идеальной характеристики фильтрации. Когда переход между полной передачей и полным отражением идеального фильтра происходит в полосе огибающей вокруг несущей, реализация в частотной области фиксирует этот переход правильно до разрешения частоты, определенного в длительности импульсной характеристики.

    Примечание

    Из-за причинности включается задержка в половину длительности импульсной характеристики как для отраженных, так и для передаваемых сигналов. Эта задержка ухудшает производительность фильтра, когда сопротивления источника и нагрузки отличаются от значений, указанных в параметрах фильтра.

По умолчанию выполняется реализация Constant per carrier для идеального фильтра и LC Tee за Баттерворта или Чебышева.

Граничная частота полосы пропускания, заданная как скаляр в Гц, кГц, МГц или ГГц.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Ideal.

Выберите этот параметр для реализации порядка фильтрации вручную.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev.

Порядок фильтра, заданный как скаляр. Этот порядок представляет собой количество скошенных элементов хранения в lowpass или highpass. В bandpass или bandstopколичество скошенных элементов хранения в два раза больше значения.

Примечание

Для фильтров Чебышева четного порядка коэффициент сопротивления RloadRsource > Rratio для реализации сети Tee и RloadRsource < 1Rratio для реализации сети Pi.

Rratio = 1 + α2 + α1 + α2 − start

где:

  • start= 10 (0.1Rp) − 1

  • Rp - пульсация полосы пропускания в дБ.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Реализовать с помощью порядка фильтрации.

Частота полосы пропускания для фильтров нижних и верхних частот, заданная как скаляр в Гц, кГц, МГц или ГГц. По умолчанию частота полосы пропускания равна 1 GHz для Lowpass фильтры и 2 GHz для Highpass фильтры.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev и тип фильтра для Lowpass или Highpass.

Частоты полосы пропускания для полосовых фильтров, определяемые как 2-кортежный вектор в Гц, кГц, МГц или ГГц. Эта опция недоступна для полосовых фильтров.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev и тип фильтра для Bandpass.

Ослабление полосы пропускания, указанное как скаляр в дБ. Для полосовых фильтров это значение применяется одинаково к обоим краям полосы пропускания.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev.

Частоты стоп-полосы для полосовых фильтров, определяемые как 2-кортежный вектор в Гц, кГц, МГц или ГГц. Эта опция недоступна для полосовых фильтров.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev и тип фильтра для Bandstop.

Граничные частоты стоп-полосы для полосовых фильтров, определяемые как 2-кортежный вектор в Гц, кГц, МГц или ГГц. Эта опция недоступна для идеальных полосовых фильтров.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Ideal и тип фильтра для Bandstop.

Затухание полосы останова, указанное как скаляр в дБ. Для полосовых фильтров это значение применяется одинаково к обоим краям полосы останова.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev и тип фильтра для Bandstop.

Входное сопротивление источника, указанное как скаляр в Омах.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev.

Сопротивление выходной нагрузки, указанное как скаляр в Омах.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev.

Выберите для автоматической оценки импульсной характеристики фазового шума. Очистить, чтобы задать длительность импульсной характеристики с использованием длительности импульсной характеристики.

Зависимости

задайте для параметра Метод проектирования значение Ideal и осуществление Frequency domain.

Длительность импульсной характеристики, используемая для моделирования фазового шума, заданного как скаляр в секундах. Импульсную характеристику нельзя задать, если усилитель является нелинейным.

Примечание

Разрешение профиля фазового шума по частоте ограничено длительностью импульсной характеристики, используемой для его моделирования. Увеличение этой длительности для повышения точности профиля фазового шума. Предупреждающее сообщение появляется, если разрешение сдвига частоты фазового шума слишком велико для заданной длительности импульсной характеристики. Это сообщение также указывает минимальную продолжительность, подходящую для требуемого разрешения

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Автоматически оценивать длительность импульсной характеристики.

Эта кнопка используется для сохранения проекта фильтра в файл. Допустимые типы файлов: .mat и .txt.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для метода Design значение Butterworth или Chebyshev.

Примеры модели

Ссылки

[1] Разави, Бехзад. Микроэлектроника РФ. Река Верхнее Седло, Нью-Джерси: Прентис Холл, 2011.

[2] Гроб, Зигфрид и Линднер, Юрген, «Полиномиальная модель получения нелинейных усилителей», факультет информационных технологий, Университет Ульма, Германия.

Представлен в R2017a