В этом примере показано, как моделировать линию передачи на основе задержки и скошенного элемента с использованием блоков в библиотеке RF Blockset™ Circuit EnviveLibrary. Пример секционируется, чтобы исследовать различия в огибающей схемы и полосе пропускания, основанное на задержке секционирование линии передачи с потерями и реализацию задержки блочным элементом.
В этом разделе представлены две модели радиочастотных Blockset™, simrf_xline_pb и simrf_xline_ce, иллюстрируют эффекты линии передачи на основе задержки без потерь и вычислительные преимущества методов огибающей схемы.
model_pb = 'simrf_xline_pb'; model_ce = 'simrf_xline_ce'; load_system(model_ce) open_system(model_pb)
Модель, simrf_xline_pb, представляет сигнал полосы пропускания как:
Вход является импульсно-модулированным синусоидальным сигналом полосы пропускания. Для этого конкретного случая I (t) равно нулю, и Q (t) является импульсной модуляцией. Несущие частоты устанавливаются равными нулю в блоках RF Blockset Inport и Outport.
open_system([model_pb '/Input Signal']);
Модель огибающей цепи, simrf_xline_ce, представляет сигнал огибающей как:
Опять же, I (t) равно нулю, и Q (t) является импульсной модуляцией, но несущий сигнал не указан как часть входного сигнала. Для моделирования несущей, Carrier Frequencies имеет значение
в блоках RF Blockset Inport и Outport.
open_system([model_ce '/Input Signal']);
Удаление явной синусоидальной несущей в модели огибающей схемы позволяет моделировать уменьшение временных шагов относительно модели полосы пропускания.
Напечатать open_system('simrf_xline_pb') или open_system('simrf_xline_ce') в командной строке.
Выберите Моделирование > Выполнить.
После моделирования задержка передачи наблюдается на графике входных и выходных сигналов.
open_system([model_ce '/Circuit Envelope']);
sim(model_ce);
Несущие в модулированных сигналах появляются в сигналах полосы пропускания, но только огибающие модуляции появляются в сигналах огибающей схемы. Сигналы полосы пропускания могут быть восстановлены из сигналов огибающей схемы как:
Однако восстановление сигнала полосы пропускания таким образом требует дополнительных временных шагов для несущей.
sim(model_pb); hline = plot(SPB_Data(:,1),SPB_Data(:,2),SCE_Data(:,1),SCE_Data(:,2),'--'); legend('Passband', 'Circuit Envelope') title('Input Passband and Circuit Envelope Signals') xlabel('Time') ylabel('Voltage') ylim([-1.1 1.1])
haxis = get(hline(1),'Parent'); plot(haxis,SPB_Data(:,1),SPB_Data(:,3),SCE_Data(:,1),SCE_Data(:,3),'--') legend('Passband', 'Circuit Envelope') title('Output of Passband and Circuit Envelope Signals') xlabel('Time') ylabel('Voltage') ylim([-.55 .55])
Обычный способ моделирования распределенных линий передачи с потерями использует N двухпортовых сегментов в каскаде. Каждый сегмент состоит из идеальной линии задержки без потерь и сопротивления, где задержка сегмента равна полной задержке линии, разделенной на N, и сопротивление сегмента равно общему сопротивлению линии, разделенному на N. По мере увеличения числа сегментов, модель скошенных сегментов будет более точно представлять распределенную систему. Эта методология требует компромисса между временем моделирования и точностью модели для увеличения N. В RF Blockset, Number of segments, Resistance per unit length и Line length задаются как параметры диалогового окна в блоке линии передачи.
model_seg = 'simrf_xline_seg';
open_system(model_seg)
Модель линии передачи на основе задержки с потерями, simrf_xline_segсостоит из двух параллельных рычагов, возбуждаемых синусоидальным источником RF Blockset. В верхнем плече используется линия передачи с одним сегментом, в то время как в нижнем плече используется линия, состоящая из 3 сегментов. Сопротивления источника и нагрузки не равны характеристическому импедансу линии передачи. Эти различия влияют на форму выходного отклика. Например, выходной отклик будет избыточным, когда сопротивления источника и нагрузки будут меньше характеристического импеданса.
open_system([model_seg '/Output Voltage']);
sim(model_seg);
Увеличение числа линейных сегментов в нижнем плече с трех до четырех и сравнение ответов показывают, что для этой конфигурации достаточно трех сегментов.
close_system([model_seg '/Output Voltage']); ST_Data3 = ST_Data; set_param([model_seg '/Transmission (3 Segments)'],'NumSegments','4') sim(model_seg); plot(haxis, ST_Data3(:,1), ST_Data3(:,4), ST_Data(:,1), ST_Data(:,4), '--') legend('3 Segments', '4 Segments') title('Delay-Based Lossy Transmission Line Output Signals') xlabel('Time') ylabel('Voltage')
Теперь изучаются различия между скошенным элементом и линиями передачи на основе задержки. Рассмотрим модель simrf_xline_ll, где параметр диалогового окна Model_type является Delay-based and lossy для верхней руки и Lumped parameter L-section для двух других рук. Inductance per unit length и Capacitance per unit length значения параметров для линий L-сечения аналогичны 50
коаксиальному кабелю. Основные аппроксимации первого порядка для этих строк
: и 
model_ll = 'simrf_xline_ll';
open_system(model_ll)
Напечатать open_system('simrf_xline_ll') в командной строке.
Выберите Моделирование > Выполнить.
На следующем графике показано, как количество скошенных сегментов элемента влияет на вывод. Скорость и точность должны быть сбалансированы при использовании блочного блока линии передачи.
open_system([model_ll '/Circuit Envelope Output Voltage 200MHz Carrier']);
sim(model_ll);
Закройте модель и удалите переменные рабочей области.
close(get(haxis,'Parent')) clear haxis hline; bdclose({model_pb model_ce model_seg model_ll}); clear SCE_Data SPB_Data ST_Data ST_Data3 SLL_Data; clear model_pb model_ce model_seg model_ll;
Сассман-Форт и Хантган, внедрение SPICE линий электропередачи с потерями и диодных моделей Шоттки. IEEE Transactions on микроволновая теория и техника, том 36, № 1, январь 1988 года
True Kenneth M, линии передачи данных и их характеристики. Заявка нота 806, апрель 1992 г.
Сравнение параметров моделирования во временной и частотной областях для S-параметров