В этом примере показано, как написать собственную модель оболочки цепи RF Blockset на языке Simscape ® для сложного моделирования полосы частот. Комплексный сигнал основной полосы частот РЧ-схемы находится на несущей с заданной частотой. Этот сигнал основной полосы модулируется с другими сигналами, когда система является нелинейной. Пример нелинейности реализован с блоком компонента Simscape и включает файл Simscape ssc для описания полинома нелинейного напряжения.
Система состоит из:
Входной сигнал напряжения, линейно увеличивающийся во времени и генерируемый блоком Simulink Ramp.
Блок ввода RF Blockset для указания Carrier frequencies (Input_Freq) сигнала входного напряжения. Эта настройка позволяет наблюдать нелинейное поведение системы для различных входных настроек.
Пользовательский нелинейный усилитель напряжения (источник напряжения, управляемый полиномиальным напряжением), смоделированный с помощью блока Simscape Component. Уравнения устройства записываются в области полосы пропускания (времени) и принимают мгновенные значения напряжения V (t) и тока I (t). Эти уравнения интерпретируются решателем огибающей RF Blockset как в области полосы пропускания, так и в области основной полосы частот (нулевая и ненулевая несущая частоты).
Блок Outport для задания выходных данных Carrier frequencies (Output_Freqs). Выходные несущие частоты представляют собой гармоники более высокого порядка (целочисленные кратные) частоты Inport в результате нелинейности усилителя.
Область для отображения значений выходных напряжений на Output_Freqs частотах, указанных в блоке Outport.
Нагрузочные резисторы и заземляющие узлы, необходимые для электрического звука цепи. По конструкции значения резисторов не влияют на выходное напряжение.
Блок конфигурации для управления несущими частотами системы, необходимыми для точного моделирования и других свойств моделирования.
model = 'simrfV2_custom_polynomial';
open_system(model);
Дважды щелкните блок или тип «Пользовательская нелинейность» open_system([model '/Custom Nonlinearity']) в окне команд для открытия маски блока пользовательской нелинейности.
Файл simrfV2_custom_vcvs.ssc описывает пользовательское устройство. Просмотреть исходный код, щелкнув ссылку маски блока «Исходный код» или введя edit simrfV2_custom_vcvs в командной строке.
Копировать файл simrfV2_custom_vcvs.ssc в каталог, в котором имеется разрешение на запись для переименования и изменения файла. Нажмите кнопку блочной маски «Выбрать источник», чтобы заменить текущую реализацию устройства на вашу. Использовать маску Help для получения дополнительной информации.
Вышеупомянутый метод использует блок компонента Simscape из библиотеки Simscape Utilities, чтобы избежать процесса построения библиотеки. Дополнительные сведения см. в документации по пользовательским компонентам.
В этом примере для входных и выходных частот по умолчанию установлено значение 0 и результатом является моделирование полосы пропускания. Величина входного напряжения линейно увеличивается во времени, Vin (t) = t, и пользовательская зависимость нелинейности Vout (Vin) показана в объеме.
Модель моделируется после ввода следующего в командное окно
sim(model);
Просмотрите отклик, полученный кубическим полиномом, указанным в модели пользовательской нелинейности. Насыщенное выходное напряжение возникает в момент времени 0.7 секунд и соответствует входному напряжению 0.7 V.
Установите частоту входной несущей в значение 1 GHz и выходные частоты для первых пяти гармоник входа. Для ненулевой входной частоты несущей RF Blockset интерпретирует входной сигнал как комплексный сигнал основной полосы частот. Этот сложный сигнал основной полосы частот имеет только заданную синфазную часть.
Введите в командной строке следующее:
Input_Freq = 1e9; Output_Freqs = (1:5)*Input_Freq; sim(model);
Так как коэффициенты c0 и c2 равны нулю, выход имеет только нечётные гармоники (1 GHz, 3 GHz и 5 GHz) до тех пор, пока выходное напряжение не достигнет насыщения. Другие гармоники вводятся для больших значений входного напряжения из-за эффектов насыщения.
Взаимосвязь между выходными кривыми, полиномиальными коэффициентами и коэффициентами IP2/IP3/P1db хорошо изучена в литературе [1,2].
Модель RF Blockset может быть записана как электрическая модель временной области на языке Simscape. Уравнение модели может включать в себя множество типов характеристик, таких как производные и история (не показаны в этом примере). Как и в случае любого другого языка описания модели, разработчик модели несет ответственность за действительность модели:
Уравнения согласуются.
Уравнения не могут быть вырожденными, нестабильными или прерывистыми. Избегайте отрицательных сопротивлений, больших нелинейностей и резких переходов.
Модель не создает ошибок сходимости во время моделирования.
Кундерт, Кен. «Точное и быстрое измерение IP2 и IP3.» Руководство конструкторов, версия 1b, 22 мая 2002 г.
Чен, Джесси. «Моделирование радиочастотных систем». The Designer Guide Community, версия 1, 6 марта 2005 года.
bdclose(model)
Конфигурация | Inport | Вспомогательный порт