Визуализация шпор смесителя

В этом примере показано, как создать rfckt.mixer объект и график шпор смесителя этого объекта.

Смесители являются нелинейными устройствами, используемыми в системах RF. Они обычно используются для преобразования сигналов с одной частоты на другую. В дополнение к желаемой выходной частоте смесители также производят продукты интермодуляции (также называемые шпорами смесителя), которые являются нежелательными побочными эффектами их нелинейности. Выход смесителя происходит на частотах:

$F_{o u t} (N, M) = | N F_{i n} + M F_{L O} |$

где:

$F_{i n}$ - частота входа.
$F_{L O}$ - частота локального генератора (LO).
$N$ является неотрицательным целым числом.
$M$ - целое число.

Желаемым тональным сигналом является только одна из этих выходных частот. Для примера, в смесителе с нисходящей конверсией (т.е. $F_{i n} = F_{R F}$ ) с low-side LO (т.е. $F_{R F} > F_{L O}$ ), дело $N = 1$ , $M = - 1$ представляет требуемый выходной тональный сигнал. То есть:

$F_{o u t} (1, - 1) = F_{I F} = | N F_{i n} + M F_{L O} | = F_{R F} - F_{L O}$

Все другие комбинации $N$ и $M$ представляют ложные продукты интермодуляции.

Интермодуляционные таблицы (IMTs) часто используются в моделировании смесителей на уровне системы. Этот пример сначала исследует IMT смесителя. Затем пример читает .s2d Формат файл, содержащий IMT и графики выхода степени на каждой частоте выхода, включая требуемый сигнал и нежелательные шпоры. Пример также создает каскадную схему, которая содержит смеситель с IMT, за которым следует фильтр, целью которого является смягчение отрогов, и строит графики выхода, степени до и после смягчения.

Для получения дополнительной информации об IMT смотрите пример OpenIF Нахождение свободных полос пропускания IF.

Создайте объект Миксера из файла данных

Создайте rfckt.mixer объект для представления преобразователя вниз, который задан в файле, samplespur1.s2d. Смеситель характеризуется S-параметрами, точечным шумом и IMT. Эти данные хранятся в NetworkData, NoiseData и MixerSpurData свойства rfckt объект, соответственно.

Mixer = rfckt.mixer('FLO', 1.7e9);      % Flo = 1.7GHz
read(Mixer,'samplespur1.s2d');
disp(Mixer)

   rfckt.mixer with properties:

      MixerSpurData: [1x1 rfdata.mixerspur]
          MixerType: 'Downconverter'
                FLO: 1.7000e+09
         FreqOffset: []
    PhaseNoiseLevel: []
          NoiseData: [1x1 rfdata.noise]
      NonlinearData: Inf
           IntpType: 'Linear'
        NetworkData: [1x1 rfdata.network]
              nPort: 2
     AnalyzedResult: [1x1 rfdata.data]
               Name: 'Mixer'

IMT = Mixer.MixerSpurData.data

IMT = 16×16

    99    26    35    39    50    41    53    49    51    42    62    51    60    47    77    50
    24     0    35    13    40    24    45    28    49    33    53    42    60    47    63    99
    73    73    74    70    71    64    69    64    69    62    74    62    72    60    99    99
    67    64    69    50    77    47    74    44    74    47    75    44    70    99    99    99
    86    90    86    88    88    85    86    85    90    85    85    85    99    99    99    99
    90    80    90    71    90    68    90    65    88    65    85    99    99    99    99    99
    90    90    90    90    90    90    90    90    90    90    99    99    99    99    99    99
    90    90    90    90    90    87    90    90    90    99    99    99    99    99    99    99
    99    95    99    95    99    95    99    95    99    99    99    99    99    99    99    99
    90    95    90    90    90    99    90    99    99    99    99    99    99    99    99    99
      ⋮

Постройте выходные сигналы смесителя и шпоры

Используйте plot метод rfckt объект для построения графика степени необходимого выходного сигнала и шпор. Вторым входным параметром должна быть строка 'MIXERSPUR'. Третьим входным параметром должен быть индекс схемы, для которой нужно построить график выхода степени данных. The rfckt.mixer объект содержит только одну схему (смеситель), поэтому индекс 0 соответствует входу смесителя, а индекс 1 соответствует выходу смесителя.

CktIndex = 1;       % Plot the output only
Pin = -10;          % Input power is -10dBm
Fin = 2.1e9;        % Input frequency is 2.1GHz
figure
plot(Mixer,'MIXERSPUR',CktIndex,Pin,Fin);

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type stem. These objects represent Signal, Spurs.

Использование Data Cursor

Наведите курсор на график, чтобы получить частоту и уровень степени каждого сигнала и ветви.

Создание каскадной цепи

Создайте объект усилителя для объектов LNA, mixer и LC Bandpass Tee. Затем создайте каскад, показанный на следующем рисунке:

Фигура 1: Каскадная схема

FirstCkt = rfckt.amplifier('NetworkData', ...
    rfdata.network('Type','S','Freq',2.1e9,'Data',[0,0;10,0]), ...
    'NoiseData',0,'NonlinearData',Inf);  	    % 20dB LNA
SecondCkt = copy(Mixer);                        % Mixer with IMT table
ThirdCkt = rfckt.lcbandpasstee('L',[97.21 3.66 97.21]*1.0e-9, ...          
    'C',[1.63 43.25 1.63]*1.0e-12);             % LC Bandpass filter                                             
CascadedCkt = rfckt.cascade('Ckts',{FirstCkt,SecondCkt,ThirdCkt});

Постройте выходной сигнал и отгибы LC-фильтра в каскаде

Используйте plot метод rfckt объект для построения графика степени необходимого выходного сигнала и шпор. Третий входной параметр 3, который направляет тулбокс, чтобы построить график степени на выходе третьего компонента каскада (LC-фильтр).

CktIndex = 3;       % Plot the output signal and spurs of the LC filter, 
                    % which is the 3rd circuit in the cascade
Pin = -30;          % Input power is -30dBm
Fin = 2.1e9;        % Input frequency is 2.1GHz
plot(CascadedCkt,'MIXERSPUR',CktIndex,Pin,Fin)

Figure contains an axes. The axes contains an object of type stem. This object represents Signal.

Постройте каскадный сигнал и шпоры в 3D

Используйте plot метод rfckt объект с третьим входным параметром 'all' для построения графика входа степени и выхода степени после каждого компонента схемы в каскаде. Схема индекса 0 соответствует входу каскада. Схема индекса 1 соответствует выходу LNA. Схема индекса 2 соответствует выходу смесителя, который был показан на предыдущем графике. Схема индекса 3 соответствует выходным данным фильтра LC Bandpass Tee.

CktIndex = 'all';   % Plot the input signal, the output signal, and the 
                    % spurs of the three circuits in the cascade: FirstCkt,
                    % SecondCkt and ThirdCkt
Pin = -30;          % Input power is -30dBm 
Fin = 2.1e9;        % Input frequency is 2.1GHz
plot(CascadedCkt,'MIXERSPUR',CktIndex,Pin,Fin)
view([68.5 26])

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type stem. These objects represent Signal, Spurs.

Документация