Пассивность: Тестируйте, визуализируйте и обеспечивайте пассивность рационального выхода подгонки
В этом примере показано, как протестировать, визуализировать и применить пассивность выхода из rationalfit функция.
Пассивность данных S-параметра
Анализ и симуляция во временной области в критической степени зависят от возможности преобразования данных S-параметра частотного диапазона в причинно-следственные, стабильные и пассивные представления временной области. Потому что rationalfit функция гарантирует, что все полюсы находятся в левой половине плоскости, rationalfit выход стабильен и причинен конструкцией. Проблема в пассивности.
Данные S-параметра N-порта представляют частотно-зависимую передаточную функцию H (f). Можно создать объект S-параметров в RF Toolbox™ путем чтения файла Touchstone ®, такого как passive.s2p, в sparameters функция.
Можно использовать ispassive функция для проверки пассивности данных S-параметра и passivity функция для построения графика 2-нормы N x N матриц H (f) на каждой частоте данных.
S = sparameters('passive.s2p');
ispassive(S)ans = logical
1
passivity(S)
Проверка и визуализация rationalfit Выходная пассивность
The rationalfit функция преобразует данные спараметра N-порта, S в матрицу NxN rfmodel.rational объекты. Использование ispassive функция на выходе N x N подгонка сообщает, что даже если входные данные S пассивен, выходная подгонка не пассивна. Другими словами, норма H (f) больше единицы на некоторой частоте в области значений [0, Inf].
The passivity функция принимает N x N подгонку как вход и строит график своей пассивности. Это график верхней границы нормы (H (f)) на [0, Inf], также известной как норма H-бесконечности.
fit = rationalfit(S); ispassive(fit)
ans = logical
0
passivity(fit)
The makepassive функция принимает на вход N x N массив объектов аппроксимации, а также исходные S-параметрические данные, и создает пассивную подгонку с помощью методов выпуклой оптимизации, чтобы оптимально соответствовать данным входного сигнала S-параметра S удовлетворяющий ограничениям пассивности. Остатки C и матрица D с сквозным соединением выхода pfit изменяются, но полюсы A выхода pfit идентичны полюсам A входа подгонки.
pfit = makepassive(fit,S,'Display','on');
ITER H-INFTY NORM FREQUENCY ERRDB CONSTRAINTS 0 1 + 1.791e-02 17.6816 GHz -40.4702 1 1 + 2.878e-04 275.332 MHz -40.9167 5 2 1 + 9.284e-05 365.565 MHz -40.9093 7 3 1 - 3.244e-07 368.334 MHz -40.906 9
ispassive(pfit)
ans = logical
1
passivity(pfit)
all(vertcat(pfit(:).A) == vertcat(fit(:).A))
ans = logical
1
Начните makepassive с предписанными полюсами и нулем C и D
Чтобы продемонстрировать, что только C и D изменяются makepassiveможно обнулить C и D и запустить заново makepassive. Выход, pfit все еще имеет те же полюсы, что и входная подгонка. Различия между pfit и pfit2 возникает из-за различных начальных точек выпуклых оптимизаций.
Можно использовать эту функцию makepassive функция для получения пассивной подгонки из предписанного набора полюсов без какого-либо представления о запуске C и D.
for k = 1:numel(fit) fit(k).C(:) = 0; fit(k).D(:) = 0; end pfit2 = makepassive(fit,S); passivity(pfit2)
all(vertcat(pfit2(:).A) == vertcat(fit(:).A))
ans = logical
1
Сгенерируйте эквивалентную схему SPICE из пассивной подгонки
The generateSPICE функция принимает пассивную подгонку и генерирует эквивалентную схему как файл SPICE. Вход подгонки является N x N массивом rfmodel.rational объекты, возвращенные rationalfit с объектом S-параметров в качестве входных данных. Сгенерированный файл является моделью SPICE, созданной исключительно из пассивных элементов R, L, C и управляемых исходных элементов E, F, G и H.
generateSPICE(pfit2,'mypassive.ckt') type mypassive.ckt
* Equivalent circuit model for mypassive.ckt .SUBCKT mypassive po1 po2 Vsp1 po1 p1 0 Vsr1 p1 pr1 0 Rp1 pr1 0 50 Ru1 u1 0 50 Fr1 u1 0 Vsr1 -1 Fu1 u1 0 Vsp1 -1 Ry1 y1 0 1 Gy1 p1 0 y1 0 -0.02 Vsp2 po2 p2 0 Vsr2 p2 pr2 0 Rp2 pr2 0 50 Ru2 u2 0 50 Fr2 u2 0 Vsr2 -1 Fu2 u2 0 Vsp2 -1 Ry2 y2 0 1 Gy2 p2 0 y2 0 -0.02 Rx1 x1 0 1 Cx1 x1 0 2.73023898465345e-12 Gx1_1 x1 0 u1 0 -2.06037605144133 Rx2 x2 0 1 Cx2 x2 0 7.77758888480764e-12 Gx2_1 x2 0 u1 0 -2.91719783970176 Rx3 x3 0 1 Cx3 x3 0 2.29141629324121e-11 Gx3_1 x3 0 u1 0 -0.544091742748738 Rx4 x4 0 1 Cx4 x4 0 9.31845201307192e-11 Gx4_1 x4 0 u1 0 -0.654513258312122 Rx5 x5 0 1 Cx5 x5 0 4.89917766088437e-10 Gx5_1 x5 0 u1 0 -0.0811505031955087 Rx6 x6 0 1 Fxc6_7 x6 0 Vx7 18.7423819585287 Cx6 x6 xm6 3.95175907370729e-09 Vx6 xm6 0 0 Gx6_1 x6 0 u1 0 -0.0922184581251887 Rx7 x7 0 1 Fxc7_6 x7 0 Vx6 -0.0837926412097417 Cx7 x7 xm7 3.95175907370729e-09 Vx7 xm7 0 0 Gx7_1 x7 0 u1 0 0.00772722817459953 Rx8 x8 0 1 Cx8 x8 0 1.2549042562048e-08 Gx8_1 x8 0 u1 0 -0.947642257963949 Rx9 x9 0 1 Cx9 x9 0 2.73023898465345e-12 Gx9_2 x9 0 u2 0 -2.08387060892649 Rx10 x10 0 1 Cx10 x10 0 7.77758888480764e-12 Gx10_2 x10 0 u2 0 -2.92726520533151 Rx11 x11 0 1 Cx11 x11 0 2.29141629324121e-11 Gx11_2 x11 0 u2 0 -0.607552950340464 Rx12 x12 0 1 Cx12 x12 0 9.31845201307192e-11 Gx12_2 x12 0 u2 0 -0.692661355009945 Rx13 x13 0 1 Cx13 x13 0 4.89917766088437e-10 Gx13_2 x13 0 u2 0 -0.0860909479346456 Rx14 x14 0 1 Fxc14_15 x14 0 Vx15 18.375614752664 Cx14 x14 xm14 3.95175907370729e-09 Vx14 xm14 0 0 Gx14_2 x14 0 u2 0 -0.0931990234760161 Rx15 x15 0 1 Fxc15_14 x15 0 Vx14 -0.0854650964338079 Cx15 x15 xm15 3.95175907370729e-09 Vx15 xm15 0 0 Gx15_2 x15 0 u2 0 0.00796526352891445 Rx16 x16 0 1 Cx16 x16 0 1.2549042562048e-08 Gx16_2 x16 0 u2 0 -0.948029916705958 Gyc1_1 y1 0 x1 0 -0.139050954236442 Gyc1_2 y1 0 x2 0 -0.0228458567013313 Gyc1_3 y1 0 x3 0 -1 Gyc1_4 y1 0 x4 0 -1 Gyc1_5 y1 0 x5 0 1 Gyc1_6 y1 0 x6 0 -1 Gyc1_7 y1 0 x7 0 -1 Gyc1_8 y1 0 x8 0 0.999808223323855 Gyc1_9 y1 0 x9 0 1 Gyc1_10 y1 0 x10 0 -1 Gyc1_11 y1 0 x11 0 0.809862556438535 Gyc1_12 y1 0 x12 0 0.941821208342022 Gyc1_13 y1 0 x13 0 -0.935048415590255 Gyc1_14 y1 0 x14 0 0.988844937737922 Gyc1_15 y1 0 x15 0 0.953968084602726 Gyc1_16 y1 0 x16 0 -1 Gyd1_1 y1 0 u1 0 0.603148969756518 Gyd1_2 y1 0 u2 0 -0.352295596552026 Gyc2_1 y2 0 x1 0 1 Gyc2_2 y2 0 x2 0 -1 Gyc2_3 y2 0 x3 0 0.900724125747921 Gyc2_4 y2 0 x4 0 0.996966344122147 Gyc2_5 y2 0 x5 0 -0.991555504294347 Gyc2_6 y2 0 x6 0 0.997614771592662 Gyc2_7 y2 0 x7 0 0.961714018242248 Gyc2_8 y2 0 x8 0 -1 Gyc2_9 y2 0 x9 0 -0.26566857056782 Gyc2_10 y2 0 x10 0 0.0684861292708228 Gyc2_11 y2 0 x11 0 -1 Gyc2_12 y2 0 x12 0 -1 Gyc2_13 y2 0 x13 0 1 Gyc2_14 y2 0 x14 0 -1 Gyc2_15 y2 0 x15 0 -1 Gyc2_16 y2 0 x16 0 0.999979862628444 Gyd2_1 y2 0 u1 0 -0.337190608715223 Gyd2_2 y2 0 u2 0 0.70019451349198 .ENDS