exponenta event banner

Начало работы с радиочастотным моделированием

Изучите, как использовать Бюджет РФ приложение для Анализатора, чтобы построить простой приемник РФ и затем создать модель мультиперевозчика Конверта Схемы Blockset™ РФ, чтобы выполнить моделирование.

Построение каскада (вектора строки) радиочастотных элементов.

Можно построить и проанализировать радиочастотный каскад путем добавления элементов, характеризующихся их спецификациями.

Можно использовать приложение RF Budget Analyser и перетаскивать новые элементы или создавать сценарии элементов цепочки с помощью команд MATLAB ®. Если вы не знакомы с синтаксисом, вы можете начать с приложения и создать сценарий MATLAB.

Добавьте элементы в цепочку в следующем порядке:

  • Фильтр, указанный в файле Touchstone S-параметров

  • Малошумящий усилитель (LNA)

  • Демодулятор прямого преобразования

  • Усилитель основной полосы частот

elements(1) = nport('sawfilterpassive.s2p');
elements(2) = amplifier(                                                ...
    'Name','LNA',                                                       ...
    'Gain',18,                                                          ...
    'NF',3,                                                             ...
    'OIP3',10);
elements(3) = modulator(                                                ...
    'Name','Demod',                                                     ...
    'Gain',10,                                                          ...
    'NF',6.4,                                                           ...
    'OIP3',36,                                                          ...
    'LO',2.45e9,                                                        ...
    'ConverterType','Down');
elements(4) = amplifier(                                                ...
    'Gain',20,                                                          ...
    'NF',11.3,                                                          ...
    'OIP3',42);

Проверка бюджета РФ с помощью приложения RF Budget Analyzer

Построение rfbudget объект. В окне команд MATLAB динамически отображаются результаты анализа бюджета.

b = rfbudget(                                                           ...
    'Elements',elements,                                                ...
    'InputFrequency',2.45e9,                                            ...
    'AvailableInputPower',-70,                                          ...
    'SignalBandwidth',8e6)
b = 

  rfbudget with properties:

               Elements: [1x4 rf.internal.rfbudget.Element]
         InputFrequency: 2.45 GHz
    AvailableInputPower:  -70 dBm
        SignalBandwidth:    8 MHz
                 Solver: Friis      
             AutoUpdate: true

   Analysis Results
        OutputFrequency: (GHz) [  2.45    2.45       0       0]
            OutputPower: (dBm) [-73.04  -55.04  -45.04  -25.04]
         TransducerGain: (dB)  [-3.044   14.96   24.96   44.96]
                     NF: (dB)  [ 2.326   5.699   5.823   5.868]
                   IIP2: (dBm) []                              
                   OIP2: (dBm) []                              
                   IIP3: (dBm) [   Inf  -5.674  -5.782  -7.865]
                   OIP3: (dBm) [   Inf      10   19.89   37.81]
                    SNR: (dB)  [ 32.62   29.25   29.12   29.08]

Или вы можете визуализировать rfbudget объект в приложении с помощью команды MATLAB show(b).

Создать модель RF-блоксета

Используйте кнопку Экспорт в приложении RF Budget Analyzer для создания модели RF Blockset или:

exportRFBlockset(b)
save_system(gcs,'model_1')

Эту модель можно использовать для моделирования огибающей цепи с несколькими несущими. Порты входного/выходного портов и блок конфигурации настроены правильно, и модель можно скопировать для использования в любом другом тестовом инструменте Simulink ®.

  • Входной порт определяет комплексный сигнал силовой волны, центрированный на частоте 2,45 ГГц.

  • Выходные порты завершают каскад и извлекают огибающую с центром на постоянном токе (0 Гц). Сигналы I и Q являются реальными модулирующими сигналами.

  • Блок конфигурации выполняет моделирование в общей сложности для восьми частот моделирования, чтобы захватить нелинейность, введенную демодулятором и усилителями.

  • Время остановки моделирования в этом случае устанавливается равным 0. Это означает, что моделирование выполняет только статический анализ модели (гармонический баланс).

Наблюдайте и поймите блоки модели:

  • Блок S-параметров, описывающий фильтр, использует рациональную подгонку для моделирования частотных данных во временной области. Обратите внимание, что при 2,45 ГГц это приводит к повороту фазы приблизительно на -58 градусов.

  • Оба усилителя задают IP3, но также можно задать IP2.

  • Демодулятор включает в себя фильтры выбора идеального канала. Могут быть добавлены дополнительные нарушения, такие как утечка LO и дисбаланс ввода/вывода.

Моделирование модели для сравнения значений выходной мощности со значениями приложения RF Budget Analyzer. Обратите внимание, что из-за поворота фазы, введенного блоком S-параметров, комплексный входной сигнал частично преобразуется с понижением частоты на I и на Q-ветви, и, таким образом, выходная мощность на двух ветвях различна. По этой причине коэффициент усиления и другие характеристики приемников прямого преобразования измеряются на произвольной низкой частоте.

Создание средств тестирования измерений

Используйте кнопку «Экспорт» в приложении RF Budget Analyzer, чтобы создать средство тестирования измерений или:

exportTestbench(b)
save_system(gcs,'model_2')

Чтобы измерить коэффициент усиления, показатель шума и OIP3, используйте диалоговое окно RF Measurement Unit (единицы измерения ВЧ) для выбора значения, которое требуется проверить.

Просмотрите и поймите блок testbench:

  • Выходные данные можно измерить в ветвях I или Q.

  • Измерения проводятся на произвольной низкой частоте

  • Измерения производятся во временной области по произвольной полосе пропускания сигнала

Выполните следующее моделирование:

  • Измерьте коэффициент усиления (отключите шум для точных измерений).

  • Измерьте NF. Уменьшите полосу пропускания основной полосы до 8e3 для узкополосных измерений. Таким образом, на измерение величины шума не влияет селективность фильтра.

  • Измерьте OIP3. Сохранение меньшей полосы пропускания основной полосы частот и отключение шума для точных измерений.

При сравнении вы увидите, что значения коэффициента усиления, показателя шума и IP3 соответствуют значениям в приложении RF Budget Analyzer, указанным в тестовых инструментах.

См. также

Анализатор бюджета РФ| Использование RF Blockset в первый раз| Порты питания и измерение мощности сигнала в радиочастотном блоке| Создание пользовательских моделей радиочастотных Blockset™