Mixer

Моделируйте смеситель в радиочастотных системах

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • RF Blockset/Огибающая цепи/Элементы

  • Mixer block

Описание

Блок Mixer выполняет преобразование частоты сигнала и нелинейное усиление.

Для заданного входного сигнала RF, V RF  = A RFcos (ω RFt) и входного сигнала LO  V LO = A cLOcos (ω LOt), смеситель умножает сигналы во входных портах:

VinVLO=Aincos(ωint)ALOcos(ωLOt)=AinALO2cos[(ωin+ωLO)t]+AinALO2cos[(ωin−ωLO)t]

Это смешение преобразует частоту RF сигнала в ωRF + ωLO и ωRF - ωLO. Чтобы миксер выполнил эту операцию правильно, вы должны включить частоты ωRF + ωLO или ωRF - ωLO в частоты симуляции, которые вычисляет блок Configuration.

Спецификация усиления степени для этого блока связывает степень одной боковой полосы (SSB) с входом.

После смешения RF и LO сигналов блок смесителя выполняет усиление. Чтобы смоделировать линейное усиление, смеситель масштабирует сигналы на коэффициент a1. Источник напряжения (VCVS), заданный с помощью полинома, реализует нелинейное усиление. Полином включает насыщение автоматически и производит дополнительные частоты интермодуляции.

Параметры

расширить все

Главный

Исходный параметр коэффициента усиления преобразования, заданный как один из следующих:

  • Available power gain - Блок использует значение параметра Available power gain, чтобы вычислить линейный член усиления напряжения полинома VCVS, a1. Это вычисление принимает согласованное прекращение нагрузки для смесителя.

  • Open circuit voltage gain - Блок использует значение параметра усиления напряжения разомкнутой схемы как линейный член усиления напряжения полинома VCVS, a1.

  • Polynomial coefficients - Блок реализует нелинейное усиление напряжения согласно заданному вами полиному. Порядок полинома должен быть меньше или равен 9, и коэффициенты упорядочены в возрастающих степенях. Если вектор 10 коэффициентов, [<reservedrangesplaceholder9> 0, <reservedrangesplaceholder8> 1, <reservedrangesplaceholder7> 2 ..., <reservedrangesplaceholder6> 9 ], полином, который это представляет, V = <reservedrangesplaceholder4> 0 + <reservedrangesplaceholder3> 1 <reservedrangesplaceholder2> в + <reservedrangesplaceholder1> 2 <reservedrangesplaceholder0> в2+ ⋯ + a 9 V in9. В этом случае a 1 представляет линейный термин усиления, и моделирование членов более высокого порядка выполняется согласно [1 ].

    Например, вектор [<reservedrangesplaceholder9> 0, <reservedrangesplaceholder8> 1 , <reservedrangesplaceholder7> 2, <reservedrangesplaceholder6> 3 ] определяет отношение V = <reservedrangesplaceholder4> 0 + <reservedrangesplaceholder3> 1 <reservedrangesplaceholder2> в + <reservedrangesplaceholder1> 2 <reservedrangesplaceholder0> в2 + ⋯ + a 3 V in3.

    Конечные нули опускаются: если a 3 = 0, [a 0, a 1, a 2] задает тот же полином, что и [a 0, a 1, a 2, 0]. Значение по умолчанию этого параметра является [0 1], соответствующим линейному отношению V o = V i.

Линейный коэффициент усиления смесителя, заданный как скаляр в дБ. Укажите модули из соответствующего выпадающего списка.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Available power gain на Source of conversion gain вкладке.

Напряжение разомкнутой цепи смесителя, заданное как скаляр в дБ. Укажите модули из соответствующего выпадающего списка.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Open circuit voltage gain на Source of conversion gain вкладке.

Порядок полинома, заданный как вектор.

Порядок полинома должен быть меньше или равен 9. Коэффициенты упорядочены в возрастающих степенях. Если вектор имеет 10 коэффициентов, [a0,a1,a2, ... a9], полином, который он представляет, является:

Vout = <reservedrangesplaceholder4> 0     + <reservedrangesplaceholder3> 1 <reservedrangesplaceholder2> + <reservedrangesplaceholder1> 2 <reservedrangesplaceholder0>2   +... + <reservedrangesplaceholder1> 9 <reservedrangesplaceholder0>9

где a 1 представляет линейный член усиления, и члены более высокого порядка моделируются согласно [1].

Для примера, вектор [a0,a1,a2,a32] задает отношение Vo = a  0 + a 1  V1 + a 2 V12 + <reservedrangesplaceholder1> 3 <reservedrangesplaceholder0>3. Конечные нули опущены. Если a 3 = 0, то [a0,a1,a2] задает тот же полином, что и [a 0, a 1, a 2,0]. Значение по умолчанию этого параметра является [0,1], соответствующим линейному отношению Vo = Vi.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Polynomial coefficients на Source of conversion gain вкладке.

Входной импеданс смесителя, заданный как скаляр.

Выходной импеданс смесителя, заданный как скаляр.

Выходной импеданс смесителя, заданный как скаляр.

Однополосный шумовой рисунок миксера, заданная в виде скаляра согласно IEEE® определение.

Чтобы смоделировать шум в модели огибающей схемы с Noise, Amplifier или Mixer блоком, необходимо установить флажок Simulate noise в диалоговом окне Configuration блока.

Определение IEEE SSB принимает, что шум в полосе пропускания изображения на входе миксера идеально отвергается, в то время как миксер внутренне генерирует шум как в полосе пропускания изображения, так и в полосе пропускания сигнала. В результате шум на выходе смесителя является суммой двух вкладов:

Nout=NinGmix+2NmixerGmix,

где:

  • N out - это шум на выходе смесителя.

  • N - шум на входе миксера (принимая, что шум в полосе пропускания изображения идеально отклонен).

  • N микшер является шумом, внутренне генерируемым микшером как в сигнальной, так и в графической полосах.

  • G смесь является коэффициентом усиления смесителя.

В результате коэффициент шума, соответствующий определению IEEE SSB, может быть выражен как

FSSB-IEEE=1+2Nmixer/Nin,

который связан с другими обычно используемыми определениями через

FSSB=2+2Nmixer/Nin=1+FSSB-IEEE,FDSB=1+Nmixer/Nin=12(1+FSSB-IEEE).

Определение SSB IEEE можно применить непосредственно для описания каскадов смесителя при использовании формул Фрииса для анализа бюджета ссылок. Использование других определений требует изменения формул Фрииса. Как блок Mixer в RF Blockset™, так и приложение RF Budget Analyzer в RF Toolbox™ использовать определение IEEE.

Аналитические отношения между тремя определениями позволяют вам симулировать уровень шума на выходе миксера. Для примера,

FSSB=4 dB⇒FSSB-IEEE=10log10(10FSSB/10−1)=1.79 dB,FDSB=4 dB⇒FSSB-IEEE=10log10(2×10FDSB/10−1)=6.04 dB.

Если вы симулируете RF Blockset смеситель, не включая идеальный фильтр отторжения изображения, тогда шум на выходе смесителя больше, чем шум, предсказанный шумовым рисунком, потому что шум в полосе пропускания изображения эффективно складывается на выходной сигнал.

По этой причине при генерации моделей и Modulator, и Demodulator блоки автоматически вставляют идеальный фильтр отбраковки изображений. (Можно удалить фильтрацию в маске блока.)

Блок Noise Figure Testbench измеряет шумовой рисунок SSB и позволяет вам проверить, что моделируемый шумовой рисунок имеет ожидаемое значение.

  • Если вы добавляете идеальный фильтр отклонения изображений к вашей модели, то эффективный шумовой рисунок согласуется с аналитическим значением.

  • Если вы удаляете фильтр отклонения изображений или если вы используете фильтр с частичным отклонением, то измеренный шумовой рисунок больше аналитического значения.

Выберите этот параметр для внутреннего заземления и скрытия отрицательных клемм. Чтобы открыть отрицательные клеммы, очистите этот параметр. Выставляя эти терминалы, можно соединить их с другими частями вашей модели.

По умолчанию эта опция выбрана.

Нелинейность

Полиномиальная нелинейность, заданная как одно из следующего:

  • Even and odd order: Когда вы выбираете Even and odd orderусилитель может создавать частоты интермодуляции второго и третьего порядков в дополнение к линейному члену.

  • Odd order: Когда вы выбираете Odd orderусилитель генерирует только частоты интермодуляции нечетного порядка.

    Линейный коэффициент усиления определяет линейный a 1 член. Блок вычисляет оставшиеся условия из заданных параметров. Эти параметры являются IP3, 1-dB gain compression power, Output saturation power и Gain compression at saturation. Количество заданных ограничений определяет порядок модели. Рисунок показывает графическое определение параметров нелинейного усилителя.

Соглашение о точках пересечения, заданное как Input-референциальный или Output-референциальный. Используйте эту спецификацию для точек точки пересечения, 1-dB усиления степени сжатия и степени насыщения.

Точка пересечения второго порядка. задается как скаляр. Значение по умолчанию inf dBm соответствует неустановленной точке.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Even and odd order на Nonlinear polynomial type вкладке.

Точка точки пересечения третьего порядка, заданная как скаляр. Значение по умолчанию inf dBm соответствует неустановленной точке.

1-dB сжатия с степенью, заданная как скаляр. Точка сжатия усиления 1-dB должна быть меньше выходная степень насыщения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Odd order на Nonlinear polynomial type вкладке.

Выходная степень насыщения, заданная как скаляр. Блок использует это значение, чтобы вычислить точку насыщения напряжения, используемую в нелинейной модели. В этом случае первая производная полинома равна нулю, а вторая производная отрицательна.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Odd order на Nonlinear polynomial type вкладке.

Усиление сжатия при насыщении, заданное как скаляр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Odd order на Nonlinear polynomial type вкладке и установите Output saturation power.

Примеры моделей

Validating IP2/IP3 Using Complex Signals

Валидация IP2/IP3 использование сложных сигналов

Используйте библиотеку RF Blockset™ Circuit Envelope, чтобы запустить двухтональный эксперимент, который измеряет точки точки пересечения второго и третьего порядков усилителя. Модель вычисляет точки точки пересечения усилителя из степени модулированного сигнала, измеренной на каждой несущей, проверяя поведение системы RF Blockset. Эти значения подтверждаются с помощью приложения RF Budget Analyzer и теста измерения.

Impact of Thermal Noise on Communication System Performance

Влияние теплового шума на производительность системы связи

Используйте библиотеку RF Blockset ® Circuit Envelope, чтобы смоделировать тепловой шум супер-гетеродинного приемника RF и измерить его эффекты на вероятность битовой ошибки (BER) коммуникационной системы. Модель приемника RF не включает несоответствия импеданса или нелинейности. Справочная модель Communications Toolbox ® с параметрами, вычисленными с помощью уравнений Фрииса, используется, чтобы проверить результаты.

Ссылки

[1] Гроб, Зигфрид и Юрген Линднер. «Выведение нелинейных усилителей из полиномиальной модели». Кафедра информационных технологий, Ульмский университет, Германия.

См. также

|

Введенный в R2010b

Документация RF Blockset

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте