Перерисовка схемы как отдельных 2-Port сетей

Чтобы дублировать оба выходных графика, RF Toolbox вычисляет выходное напряжение на C7 и C12. Для этого схема должна быть выражена как две отдельные 2-портовые сети, каждая с соответствующим конденсатором на выходе. Рисунок 2 показывает строение с 2 портами для вычисления напряжения на C7. Рисунок 3 показов строения для C12. Обе сети с 2 портами сохраняют исходную топологию цепей и имеют большую часть одной и той же структуры.

Фигура 2: Схема, нарисованная как 2-портовая сеть с выходом через C7.

Фигура 3: Схема, нарисованная как 2-портовая сеть с выходом через C12.

Использование базовых блоков RLC

Все базовые блоки формируются путем выбора соответствующих значений с rfckt.shuntrlc объект, показанный на фигуре 4 или на rfckt.seriesrlc объект, показанный на фигура. 2-портовые базовые блоки затем соединяются с помощью rfckt.cascade объект, как показано фигура 6 или rfckt.series объект, как показано на фигура.

Фигура 4. 2-портовая сеть, созданная с использованием rfckt.shuntrlc объект.

Фигура 5. Сеть с 2 портами, созданная с использованием rfckt.seriesrlc объект.

Фигура 6: Соедините 2-портовые сети с rfckt.cascade объект.

Фигура 7: Соедините 2-портовые сети с rfckt.series объект.

Общие части 2-Port сетей

Следующий код MATLAB создает фрагмент сети, общей между этими двумя вариантами.

R1 = rfckt.seriesrlc('R',10);
C1 = rfckt.shuntrlc('C',0.114e-12);
R9 = rfckt.shuntrlc('R',48);
C9 = rfckt.shuntrlc('C',0.007e-12);
R10 = rfckt.shuntrlc('R',24);
C10 = rfckt.shuntrlc('C',0.2e-12);
R10C10 = rfckt.series('Ckts',{R10,C10});
C9R10C10 = rfckt.cascade('Ckts',{C9,R10C10});
R9C9R10C10 = rfckt.series('Ckts',{R9,C9R10C10});
R2 = rfckt.seriesrlc('R',72);
C2 = rfckt.shuntrlc('C',1.238e-12);
R3 = rfckt.seriesrlc('R',34);
C3 = rfckt.shuntrlc('C',0.021e-12);
R4 = rfckt.seriesrlc('R',96);
C4 = rfckt.shuntrlc('C',0.028e-12);
R5 = rfckt.seriesrlc('R',72);
C5 = rfckt.shuntrlc('C',0.007e-12);
R6 = rfckt.seriesrlc('R',10);
C6 = rfckt.shuntrlc('C',1.048e-12);
R7 = rfckt.seriesrlc('R',120);
R8 = rfckt.shuntrlc('R',24);
C8 = rfckt.shuntrlc('C',0.2e-12);
R8C8 = rfckt.series('Ckts',{R8,C8});
sharedckt = rfckt.cascade('Ckts', ...
    {R1,C1,R9C9R10C10,R2,C2,R3,C3,R4,C4,R5,C5,R6,C6,R7,R8C8});

% Additional shared building blocks used in both 2-port networks.
C7 = rfckt.shuntrlc('C',0.47e-12);
R11C12 = rfckt.shuntrlc('R',1000,'C',1e-12);

Построение каждой 2-Port сети

Рисунок 2 показов, что построение сети с 2 портами с выходом портом через C7 требует создания C11 использование rfckt.shuntrlc объект, затем объединение C11 с R11 и C12 использование rfckt.series объект и, наконец, объединение C11R11C12 с остальной частью сети и C7 использование rfckt.cascade объект.

Аналогично, рисунок 3 показов, что построение сети с 2 портами с выходом портом через C12 требует создания другой версии C11 (C11b) использование rfckt.seriesrlc объект и объединение всех деталей вместе с помощью rfckt.cascade объект.

Создайте шунтируемую схему RLC.

C11 = rfckt.shuntrlc('C',0.1e-12);
C11R11C12 = rfckt.series('Ckts',{C11,R11C12});
cktC7 = rfckt.cascade('Ckts',{sharedckt,C11R11C12,C7});

Создайте последовательную схему RLC.

C11b = rfckt.seriesrlc('C',0.1e-12);
cktC12 = rfckt.cascade('Ckts',{sharedckt,C7,C11b,R11C12});

Область Setup

Входной сигнал, используемый Пиллажем и Рорером, представляет собой усиление напряжения от 0 до 5 вольт со время нарастания одной наносекунды и длительностью десять наносекунд. Следующий код MATLAB моделирует этот сигнал с 1000 временными точками с sampleTime 0,01 наносекунд.

Следующий код MATLAB также использует logspace функция для генерации вектора с 101 логарифмически разнесенной частотой анализа между 1 Гц и 100 ГГц. Установка широкого набора частотных точек повышает точность симуляции.

sampleTime = 1e-11;
t = (0:1000)'*sampleTime;
input = [(0:100)'*(5/100); (101:1000)'*0+5];
freq = logspace(0,11,101)';

Симулируйте каждую 2-Port сеть

Чтобы симулировать каждую сеть:

Моделируйте cktC7 цепь.

analyze(cktC7,freq);
sparamsC7 = cktC7.AnalyzedResult.S_Parameters;
tfC7 = s2tf(sparamsC7,50,0,Inf,2);
fitC7 = rationalfit(freq,tfC7);
outputC7 = timeresp(fitC7,input,sampleTime);

Моделируйте cktC12 цепь.

analyze(cktC12,freq);
sparamsC12 = cktC12.AnalyzedResult.S_Parameters;
tfC12 = s2tf(sparamsC12,50,0,Inf,2);
fitC12 = rationalfit(freq,tfC12);
outputC12 = timeresp(fitC12,input,sampleTime);

Постройте переходные процессы

Выходы совпадают с рисунками 23 и 24 документа «Граф и Рорер». Постройте график линейной характеристики цепи MOS низкой и средней частоты, соединенной с перекрестными помехами.

figure
plot(t,input,t,outputC7,'LineWidth',2)
axis([0 2.5e-9 0 5.5]);
title('Ramp Response of Low- to Mid-Frequency MOS Circuit Interconnect with Crosstalk');
xlabel('Time (sec)');
ylabel('Voltage (volts)');
legend('Vinput','V(C7)','Location','NorthWest');

Постройте график перекрестных помех в схеме MOS с низкой или средней частотой, соединенной с входом клина.

figure
plot(t,input,t,outputC12,'LineWidth',2)
axis([0 5e-9 0 .5]);
title('Crosstalk in Low- to Mid-frequency MOS Circuit Interconnect with Ramp Input');
xlabel('Time (sec)');
ylabel('Voltage (volts)');
legend('Vinput','V(C12)','Location','NorthEast');

Проверьте рациональную подгонку вне области значений подгонки

Хотя в этом примере не показано, можно также использовать freqresp функция для проверки поведения rationalfit хорошо функционирует вне заданной частотной области значений. Подгонка вне заданной области иногда может вызвать удивительное поведение, особенно если не были предоставлены частотные данные около 0 Гц (DC).

Чтобы выполнить эту проверку для рационального функционального приближения в этом примере, раскомментируйте и запустите следующий код MATLAB.

% widerFreqs = logspace(0,12,1001);
% respC7 = freqresp(fitC7,widerFreqs);
% figure
% loglog(freqs,abs(tfC7),'+',widerFreqs,abs(respC7))
% respC12 = freqresp(fitC12,widerFreqs);
% figure
% loglog(freqs,abs(tfC12),'+',widerFreqs,abs(respC12))