Задайте настройки системной симуляции
RF Blockset/Огибающая цепи/Утилиты
Используйте блок Configuration, чтобы задать условия модели для моделирования огибающей схемы. Параметры блоков задают атрибуты RF и решателя. Атрибуты RF включают такие свойства, как частоты симуляции, гармонический порядок, огибающая полосы пропускания и тепловой шум. Атрибуты решателя включают переходные типы анализа, допуски и малое приближение сигнала.
Симуляция малого переходного сигнала выполняет полное нелинейное решение гармонического баланса установившегося состояния, чтобы определить рабочую точку для последующего линейного переходного анализа. Эта опция позволяет вам захватить правое спектральное поведение небольшого сигнала, на который влияют большие постоянные (по несущей) сигналы.
Соедините один блок Configuration с каждой топологически отличной подсистемой RF Blockset™. Каждый Configuration блок определяет параметры подключенной подсистемы RF Blockset. Чтобы увидеть пример блока Configuration в модели, введите RFNoiseExample в Командном Окне MATLAB.
Введение в симуляцию RF смотрите в Моделирование Высокой частоты компонентов.
Automatically select fundamental tones and harmonic order - Автоматический выбор основных тонов и гармонического порядкаon (по умолчанию) | offВыберите этот параметр, чтобы автоматически выбрать Fundamental tones и Harmonic order параметры при обновлении модели. Автоматический выбор не всегда возвращает наименьший возможный набор частот симуляции. Этот подход использует консервативное количество частот симуляции, чтобы захватить нелинейное поведение системы.
Чтобы задать Fundamental tones и Harmonic order, очистите этот параметр. Меньший набор частот симуляции уменьшает время симуляции и уменьшает требования к памяти. Однако уменьшение частот симуляции может снизить точность.
Fundamental tones - Основные тона набора частот симуляцииФундаментальные тона набора частот симуляции, заданные как вектор положительных целых чисел в Гц.
Чтобы включить этот параметр, очистите Automatically select fundamental tones and harmonic order.
Harmonic order - Гармонический порядок для каждого основного тонального сигналаГармонический порядок для каждого основного тона, заданный как вектор положительного целого числа. Можно также задать скаляр, и это значение применяется к каждому Fundamental tones.
Чтобы включить этот параметр, очистите Automatically select fundamental tones and harmonic order.
Total simulation frequencies: Computed at simulation time - Отображает число для частот симуляцииБлок определяет частоты симуляции на основе основных тонов и их соответствующего гармонического порядка. Решатель вычисляет решение для сети на каждой частоте симуляции, и время расчета масштабируется в соответствии с общим количеством частот симуляции.
Комбинации фундаментальных тонов определяют набор частот симуляции: [m * f1 + n * f2 +...]. В этом случае фундаментальные тоны представлены [fs1, f2...], и целые числа m и n - целые числа, ограниченные соответствующим Гармоническим порядком, |m | ≦h1, |n | ≦h2, и т.д. Рассматриваются только положительные частоты.
Щелкните View, чтобы открыть диалоговое окно, содержащее дополнительную информацию о частотах симуляции в вашей системе. The Configuration блок отображает количество частот симуляции для нелинейной модели. Для линейных моделей фактическое количество частот автоматически оптимизируется во время симуляции.
Нажимая на указанную частоту симуляции, можно увидеть, какие линейные или несколько комбинаций основных тонов представляют эту частоту. Из диалогового окна можно также построить график частот симуляции на числовой линии.
Рассмотрим один основной тон f1 = 2 ГГц и соответствующий гармонический порядок h1 = 3. Набор частот симуляции: [0, f1, 2f1, 3f1] = [0GHz, 2 GHz, 4 GHz, 6GHz].
Рассмотрим схему с двумя основными тонами [f1 = 2 GHz, f2 = 50 MHz] и соответствующие гармонические порядки h1 = h2 = 1. Эта настройка приводит к пяти частотам симуляции со значениями: [0, f2, f1-f2, f1, f1+f2].
Рассмотрим схему с двумя основными тонами [f1 = 2 GHz, f2 = 3GHz] и соответствующие гармонические порядки h1 = 1, и h2 = 3. Эта настройка результатов в 11 частотах симуляции со значениями: [0, f2, f1-f2, f1, f1+f2, -f1+2f2, 2f2, -f1+3f2, f1+2f2, 3f2, f1+3f2].
Набор частот симуляции должен включать все несущие частоты, заданные в подсистеме RF Blockset, такие как несущие частоты внутри Inport, Outport и исходных блоков.
Чтобы включить этот параметр, выберите Automatically select fundamental tones and harmonic order. Если удалить Automatically select fundamental tones and harmonic order, опция станет, Total simulation frequencies: N/A: Fundamental tones undefined.
Step size - Временной шаг для строения решателя с фиксированным шагом1e-6 (по умолчанию) | скаляр в секундахВременной шаг для строения решателя с фиксированным шагом, заданный как скаляр в секундах. Обратная часть временного шага определяет ширину полосы симуляции огибающей сигнала, центрированной вокруг каждой частоты симуляции.
Временной шаг моделирования огибающей схемы должен быть сопоставим с относительной шириной полосы сигнала, а не с абсолютным значением несущей частоты.
По умолчанию (1e-6s) достаточно для моделирования огибающих сигналов с полосами пропускания до 1/ч или 1MHz. Точность симуляции снижается при симуляции близкой к максимальной ширине полосы. Уменьшите размер шага, чтобы смоделировать сигналы с большей пропускной способностью или улучшите точность.
Скорость симуляции обратно пропорциональна размеру шага симуляции. Меньший размер шага симуляции соответствует более широкой огибающей полосы пропускания и более медленной симуляции.
Когда моделируется белый шум, шумовая полоса для каждой частоты симуляции равна 1/ h.
Envelope bandwidth - Максимальная моделируемая полоса пропускания огибающей1 MHz (по умолчанию) | скаляр в ГцМаксимальная моделируемая полоса пропускания огибающей, возвращенная в виде скаляра в Гц. Configuration блок автоматически вычисляет это значение с помощью параметра Step size. Используемая формула: .
Simulate noise - Глобально включите или отключите моделирование шумаon (по умолчанию) | offВыберите этот параметр, чтобы глобально включить моделирование шума в схемах RF Blockset. Если установлен этот флажок:
Amplifier и Mixer блоки используют значение своих соответствующих параметров Noise figure (dB).
Amplifier и Mixer блоки моделируют с тепловым шумом при температуре, заданной параметром Temperature.
Resistor блоки моделируют тепловой шум, используя параметры Temperature.
Noise блоки моделируют заданную степень шума как напряжение или источник тока.
Чтобы отключить моделирование шума глобально, очистите этот параметр.
Use default random number generator - Поток псевдослучайного шума по умолчанию для источников RF Blockseton (по умолчанию) | offВыберите этот параметр, чтобы сохранить псевдослучайный шумовой поток по умолчанию для источников RF Blockset. Очистите эту опцию, чтобы задать независимый поток псевдослучайных чисел для топологической подсистемы RF Blockset и определить seed потока шума.
Чтобы открыть этот параметр, выберите Simulate noise.
Noise seed - Seed независимого псевдослучайного числового потока0 (по умолчанию) | скалярное положительное целое числоSeed независимого псевдопотока случайного числа, заданный как скаляр положительное целое число.
Чтобы открыть этот параметр, очистите Use default random number generator.
Temperature - Глобальная температура шума290.0K | скалярное целое число в кельвинеГлобальная температура шума, заданная в виде скалярного целого числа в кельвине.
Samples per frame - Количество выборок в каждом канале входного сигнала на Inport блок1 | положительное скалярное целое числоКоличество выборок в каждом канале входного сигнала в Inport блок, заданное в виде положительного скалярного целого числа, меньшего или равного 1024. Канал соответствует частоте входа в Inport блок.
Примечание
Рекомендуемое максимальное количество выборок на систему координат - 1024.
Normalize Carrier Power - Нормализуйте степень сигнала несущейon (по умолчанию) | offВыберите эту опцию, чтобы нормализовать мощность несущей таким образом, чтобы средняя степень сигнала была:
В этом случае уравнение выдает соответствующий сигнал полосы пропускания в
где:
I (t) является синфазной частью сигнала несущей.
Q (t) является квадратурной частью сигнала несущей.
fk являются несущими частотами.
Очистите эту опцию, чтобы средняя степень сигнала несущей была:
В этом случае соответствующий сигнал полосы пропускания в ω представлен уравнением
0 несущая частота является частным случаем. Представление его полосы пропускания всегда I и средней степени I2
Enable input interpolation filter - Автоматическая интерполяция сгенерированного модулированного сигнала к высокоскоростному RF сигналуВыберите эту опцию, чтобы включить вход фильтр интерполяции, чтобы увеличить частоту входных сигналов, чтобы соответствовать скорости дискретизации RF- решателя. Теперь можно непосредственно использовать сигналы связи основной полосы частот, используя более низкую частоту дискретизации в более широкой схеме полосы частот. Этот фильтр вводит задержку в RF сигнал. Filter delay (in samples) показывает задержку, введенную после моделирования модели.
Примечание
Когда вы включаете этот фильтр,
Отношение скорости выборки RF к полосе базовых частот должно быть 2, 4, 6 или 8.
Модель RF Blockset может иметь только один Inport блок.
Transient analysis - Решатель с фиксированным шагом окружения RF BlocksetAuto (по умолчанию) | NDF2 | Trapezoidal Rule | Backward EulerРешатель с фиксированным шагом окружения RF Blockset, заданный как одно из следующего:
Auto: Установите этот параметр равным Auto, когда вы не уверены, какой решатель использовать.
NDF2: Установите этот параметр равным NDF2 сбалансировать узкополосную и широкополосную точность. Этот решатель подходит для ситуаций, когда содержимое частот сигналов в системе неизвестно относительно скорости Найквиста.
Trapezoidal Rule: Установите этот параметр равным Trapezoidal Rule для узкополосных симуляций. Искривление частоты и отсутствие эффектов демпфирования делают этот метод неуместным для большинства широкополосных симуляций.
Backward Euler: Установите этот параметр равным Backward Euler для симуляции самого большого класса систем и сигналов. Эффекты демпфирования делают этот решатель подходящим для широкополосной симуляции, но общая точность невелика.
Решатель RF Blockset является расширением Simscape™ локального решателя. Для получения дополнительной информации о локальном решателе Simscape смотрите Solver Configuration страницы с описанием блока.
Approximate transient as small signal - Выберите небольшое подмножество частот для анализа переходного малого сигналаВыберите эту опцию, чтобы выбрать небольшое подмножество частот для анализа переходного малого сигнала.
Use all steady-state simulation frequencies for small signal analysis - Выбор всех статических частот симуляцииВыберите эту опцию, чтобы выбрать все установившиеся частоты симуляции. Очистите эту опцию, чтобы задать частоты для малой симуляции переходного сигнала.
Чтобы открыть этот параметр, проверяйте Approximate transient as small signal.
Small signal frequencies - Частоты для малой симуляции переходного сигналаЧастоты для малой симуляции переходного сигнала, заданные как скаляр или вектор. Заданные частоты содержатся во всем наборе частот симуляции, определяемых из Fundamental tones и Harmonic order во вкладке Main.
Значения по умолчанию в этом поле и соответствующие модули не являются постоянными. Значения зависят от состояния диалогового окна строения, когда Use all steady-state simulation frequencies for small signal analysis впервые очищено.
Чтобы открыть этот параметр, очистите Use all steady-state simulation frequencies for small signal analysis.
Populate Frequencies - Инструмент для выбора малых переходных частот сигналаИнструмент для выбора малых переходных частот сигнала, чтобы заполнить Small signal frequencies. Выбранные частоты являются подмножеством частот симуляции, определяемых из Fundamental tones и Harmonic order входов на вкладке Main. Весь набор частот симуляции приводится в выпадающем списке в правой части диалогового окна, и выбранные частоты подсвечиваются. Можно выбрать путем прямого выбора частот в окне выбора или путем выбора нужных тонов и гармонического порядка в Small signal selection panel и нажатии Select. Значения Tones(Hz) и Harmonic order в выпадающих списках также заполняются с помощью Fundamental tones и Harmonic order входов на вкладке Main.
Чтобы открыть этот параметр, очистите Use all steady-state simulation frequencies for small signal analysis.
Relative tolerance - Относительный допуск newton для системных переменных1e-3 (по умолчанию) | действительный положительный конечный скалярОтносительный допуск newton для системных переменных, заданный как действительный положительный конечный скаляр.
Absolute tolerance - Абсолютный допуск newton для системных переменных1e-6 (по умолчанию) | действительный положительный конечный скалярАбсолютный допуск Ньютона для системных переменных, заданный как действительный положительный конечный скаляр.
Maximum iterations - Итерации числа, необходимые для сходимости10 (по умолчанию) | действительный положительный целочисленный скалярИтерации числа, необходимые для сходимости, задаются как действительный положительный целочисленный скаляр.
Error estimation - Проверка на ошибку сходимости системных переменных2-norm over all variables (по умолчанию) | Each variable separatelyПроверьте на ошибку сходимости системных переменных, заданную как:
2-norm over all variables: Используйте эту опцию, чтобы вычислить 2-норму всех переменных состояния и затем проверить ошибку сходимости переменных состояния.
Each variable separately: Используйте эту опцию, чтобы проверить ошибку сходимости каждой переменной отдельно.
Restore Default Settings - Восстановите решатель newton к значениям по умолчаниюВосстановите для решателя newton значения по умолчанию, заданные как кнопка.
Ключевыми параметрами в настройке Моделирования огибающей схемы являются основные тональные сигналы, гармонический порядок и размер шага. Чтобы ускорить симуляцию, можно сравнить размер шага симуляции и общее количество частот симуляции.
Для примера предположим, что у вас есть два больших сигнала входов с пропускной способностью 100 МГц каждый, с центром около 10 ГГц и 10,1 ГГц соответственно. Можно симулировать два сигнала с помощью двух отдельных основных тонов [10 10.1] ГГц. Каждый тон имеет гармонический порядок 3 (для суммы 25 частот симуляции) и размер шага симуляции, равный 1/200MHz = 5 ns.
Можно также настроить подсистему RF так, чтобы оба сигнала находились в пределах одной полосы пропускания симуляции с центром около 10,05 ГГц. В этом случае вы устанавливаете гармонический порядок равным 3 (для суммы 4 частот симуляции) и размер шага симуляции, равный 1/400MHz = 2,5 нс. Последнее строение быстрее, так как количество частот симуляции меньше на 3 множителя, а размер шага симуляции только меньше на 2 множителей.
При настройке моделирования огибающей схемы избегайте огибающей с перекрытием. Тепловой шум, генерируемый пассивными компонентами, учитывается отдельно в каждом поддиапазоне, что позволяет перекрывать отдельные огибающие.
Размер шага симуляции должен быть достаточно маленьким, чтобы захватить полосу пропускания сигнала и внутриполосное спектральное возрождение.
Для примера, ваш комплексный вход сигнал Simulink имеет частоту дискретизации, равную 10 МГц. Минимальный временной шаг, требуемый для симуляции этого сигнала, составляет 1/20 МГц = 50 нс. Можно использовать коэффициент избыточной дискретизации от 4 до 8, соответствующий временному шагу симуляции между 25 нс и 12,5 нс. Это захватывает спектральное восстановление, вызванное нелинейными эффектами.
По умолчанию блок Configuration позволяет автоматическую интерполяцию сгенерированного модулированного сигнала частот к высокоскоростному радиочастотному сигналу. Если вы отключаете это свойство, рекомендуется использовать тот же размер шага, что и входные сигналы Simulink. Порт входа пересчитывает входной сигнал с размером шага, заданным в блоке Configuration. Использование того же размера шага избегает нежелательных эффектов сглаживания. Лучше всего повторно отобразить сигналы Simulink перед импортом их в RF Blockset с помощью аналоговых (непрерывное время) или цифровых (дискретное время) интерполяционных фильтров.
