Моделируйте RF и IQ модулятор и RF и IQ демодулятор с нарушениями и шумом
RF Blockset/Идеализированный Baseband
Блок Mixer моделирует четыре сложных смесителя основной полосы частот с нарушениями и шумом. Четыре типа микшеров, которые являются моделями блоков, являются Modulator, Demodulator, IQ Modulator и IQ Demodulator. Нарушения включают усиление Q и несоответствие фазы, где это уместно, в то время как шум включает в себя и систему, и шум фазы LO.
Примечание
Идеализированные библиотечные блоки Baseband предполагают, что входные и выходные порты совпадают. Для получения дополнительной информации о степени сигнала порта, см., Порты степени и Измерение мощности сигнала в RF Blockset.
Идеализированные библиотечные блоки Baseband являются одной несущей с принятым значением несущей частоты. Поэтому Идеальный Блок Основной Полосы может выдать только один выход боковой полосы.
Значки маски блока микшера являются динамическими и указывают на текущий набор приложенных шумовых параметров. Для получения дополнительной информации смотрите Mixer Block Icons.
Port_1
- Зависящий от времени входной сигналЗависящий от времени входной сигнал, заданный как действительный скаляр, действительный столбец, комплексный скаляр или комплексный столбец. Столбец представляет последовательные временные точки.
Типы данных: double
| single
Port_1
- Зависящий от времени выходной сигнал Зависящий от времени выходной сигнал, возвращаемый как комплексный скалярный или комплексный столбец. Размер выходного зависящего от времени сигнала равен в размере входному зависящему от времени сигналу.
Типы данных: double
| single
Mixer type
- Тип смесителяModulator
(по умолчанию) | Demodulator
| IQ Modulator
| IQ Demodulator
Смесители, доступные в блоке Mixer, указаны как одно из следующего:
Modulator
Demodulator
IQ Modulator
IQ Demodulator
Для получения дополнительной информации см. Mixer Archittures and Design Equations.
Mixer sideband
- Боковые полосы смесителяUpper
(по умолчанию) | Lower
Боковые полосы смесителя, заданные как один из следующих:
Lower
Upper
Для получения дополнительной информации смотрите Mixer Sidebands.
Чтобы включить этот параметр, установите тип Mixer равным Modulator
.
Input carrier frequency greater than LO frequency
- Задайте входную несущую частоту как большую, чем LO частотаon
(по умолчанию) | off
Укажите, больше ли входная несущая частота полосы частот микшера, чем LO частота микшера, заданная как логическая.
Чтобы включить этот параметр, установите тип Mixer равным Modulator
и боковую полосу смесителя для Lower
или тип Миксера, чтобы Demodulator
.
Conversion gain (dB)
- Коэффициент усиления преобразования для смесителя0
(по умолчанию) | вещественное числоКоэффициент усиления преобразования для модели миксера, заданный как действительное число в дБ.
Simulate using
- Задайте тип выполняемой симуляцииInterpreted execution
(по умолчанию) | Code generation
Тип выполняемой симуляции, заданный как один из следующих:
Code generation
- Моделируйте модель с использованием сгенерированного кода C. Первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink® генерирует код С для блока. Код С повторно используется для последующих симуляций, пока модель не меняется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но скорость последующих симуляций быстрее Interpreted execution
.
Interpreted execution
- Моделируйте модель с помощью MATLAB® интерпретатор. Эта опция сокращает временную скорость запуска, но скорость последующих симуляций медленнее Code generation
. В этом режиме можно отлаживать исходный код блока.
LO phase offset (deg)
- Смещение фазы LO0
(по умолчанию) | вещественное числоСмещение фазы LO, заданное как действительное число в степенях.
Чтобы включить этот параметр, установите тип Mixer равным Modulator
или Demodulator
.
I/Q gain imbalance (dB)
- Дисбаланс усиления Q0
(по умолчанию) | неотрицательные вещественные числаДисбаланс усиления Q, заданный как неотрицательное вещественное число в децибелах.
Чтобы включить этот параметр, установите тип Mixer равным IQ Modulator
или IQ Demodulator
.
I/Q phase imbalance (deg)
- разбаланс фазы Q0
(по умолчанию) | вещественные числаIQ- разбаланса фазы, заданный как действительное число в степени.
Чтобы включить этот параметр, установите тип Mixer равным IQ Modulator
или IQ Demodulator
.
Type of Non-Linearity
- Тип нелинейности третьего порядкаIIP3
(по умолчанию) | OIP3
| IP1dB
| OP1dB
| IPsat
| OPsat
Тип нелинейности третьего порядка в кубической полиномиальной модели, заданный как IIP3
, OIP3
, IP1dB
, OP1dB
, IPsat
, или OPsat
.
Для получения дополнительной информации см. «Нелинейности в идеализированном блоке смесителя основной полосы частот».
IIP3 (dBm)
- Входная точка точки пересечения третьего порядкаInf
(по умолчанию) | действительное положительное числоВходная точка точки пересечения третьего порядка, заданная как действительное положительное число в дБм.
Чтобы включить этот параметр, установите для типа нелинейности значение IIP3
.
OIP3 (dBm)
- Выводит точку точки пересечения третьего порядкаInf
(по умолчанию) | действительное положительное числоВыводит точку точки пересечения третьего порядка, заданную как действительное положительное число в дБм.
Чтобы включить этот параметр, установите для типа нелинейности значение OIP3
.
IP1dB (dBm)
- Входная точка сжатия 1 дБInf
(по умолчанию) | действительное положительное числоВходная точка сжатия 1 дБ, заданная как действительное положительное число в дБм.
Чтобы включить этот параметр, установите для типа нелинейности значение IP1dB
.
OP1dB (dBm)
- Выходная точка сжатия 1 дБInf
(по умолчанию) | действительное положительное числоВыходная точка сжатия 1 дБ, заданная как действительное положительное число в дБм.
Чтобы включить этот параметр, установите для типа нелинейности значение OP1dB
.
IPsat (dBm)
- Входная точка насыщенияInf
(по умолчанию) | действительное положительное числоВходная насыщенность, заданная как действительное положительное число в дБм.
Чтобы включить этот параметр, установите для типа нелинейности значение IPsat
.
OPsat (dBm)
- Выходная точка насыщенияInf
(по умолчанию) | действительное положительное числоВыходная точка насыщения, заданная как положительное вещественное число в дБм.
Чтобы включить этот параметр, установите для типа нелинейности значение OPsat
.
Plot power characteristics
- График степеней Эта кнопка строит графики характеристик степени на основе значения, заданного вами в параметре Conversion gain (dB) на вкладке Main и Type of Non-Linearity на вкладке Impairments. При построении графика степеней блок игнорирует все другие значения ухудшения.
Для получения дополнительной информации смотрите Графические характеристики степени.
Include mixer noise
- Добавить шум смесителя в систему off
(по умолчанию) | on
Выберите этот параметр, чтобы добавить шум смесителя к входному сигналу. После выбора этого параметра отображаются параметры, связанные с Include mixer noise, и компоненты смесителя в значке блока заштрихованы серым цветом.
Для получения дополнительной информации см. Mixer (System) Noise Simulations.
Mixer noise type
- Представление шума Noise temperature
(по умолчанию) | Noise figure
| Noise factor
Тип шума, заданный как Noise temperature
, Noise figure
, или Noise factor
.
Для получения дополнительной информации см. Mixer (System) Noise Simulations.
Чтобы включить этот параметр, выберите Include mixer noise.
Noise temperature (K)
- Температура шума для моделирования шума смесителя290
(по умолчанию) | неотрицательным вещественным числомТемпература шума для моделирования шума смесителя, заданная как неотрицательное вещественное число в кельвине.
Чтобы включить этот параметр, выберите Включить шум миксера и установите тип шума Миксера равным Noise temperature
.
Noise figure (dB)
- Фигура шума для моделирования шума миксера10 * log10( 2 )
(по умолчанию) | неотрицательным вещественным числомШумовой рисунок для моделирования шума миксера, заданная в виде неотрицательного вещественного числа в децибелах.
Чтобы включить этот параметр, выберите Включить шум миксера и установите тип шума Миксера равным Noise figure
.
Noise factor
- Коэффициент шума для моделирования шума миксера2
(по умолчанию) | положительный целочисленный скаляр, больший или равный 1
Коэффициент шума для модели шума микшера, заданный как положительный целочисленный скаляр, больший или равный 1
Чтобы включить этот параметр, выберите Включить шум миксера и установите тип шума Миксера равным Noise factor
.
Seed source, mixer noise
- Источник начального seed Auto
(по умолчанию) | User specified
Источник начального seed, используемый для подготовки генератора случайного числового шума Гауссова, заданный как одно из следующего:
Auto
- Когда вы устанавливаете Seed source, mixer noise на Auto
начальные значения для каждого образца миксера генерируются с использованием генератора случайных чисел. Метод сброса образца не имеет эффекта.
User specified
- Когда вы устанавливаете Seed source, mixer noise на User specified
значение, предоставленное в Seed для шума смесителя, используется для инициализации генератора случайных чисел, и метод сброса сбрасывает генератор случайных чисел, используя значение свойства Seed for mixer noise.
Чтобы включить этот параметр, выберите Include mixer noise.
Seed for mixer noise
- Seed для генератора случайных чисел67987
(по умолчанию) | неотрицательным целым числом менее 232Seed для генератора случайных чисел, заданное как неотрицательное целое число менее 232. Используйте это значение для инициализации генератора случайных чисел.
Чтобы включить этот параметр, выберите Include mixer noise и установите параметр Seed source, mixer noise равным User specified
.
Include phase noise
- Добавьте шум фазы LO к сигналу LO off
(по умолчанию) | on
Выберите этот параметр, чтобы добавить зависящий от частоты шум фазы LO к сигналу LO. После выбора этого параметра отображаются параметры, связанные с Include phase noise, и источник LO внутри значка блока затеняется серым цветом.
Для получения дополнительной информации смотрите Фазу Noise in Mixer Block.
Phase noise level (dBc/Hz)
- Уровень фазового шума относительно несущей [-145 -150]
(по умолчанию) | отрицательный действительный скаляр | отрицательный вектор действительных чиселУровень шума фазы относительно несущей, заданный как отрицательный действительный скаляр или вектор в дБк/Гц.
Примечание
Количество членов, перечисленных в параметре Phase noise level (dBc/Hz), должно равняться количеству членов в поле Frequency offset (Hz).
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Include phase noise.
Типы данных: double
Frequency offset (Hz)
- Смещение частоты фазы [1000 50000]
(по умолчанию) | положительный действительный скаляр | вектор положительных увеличивающихся вещественных значенийЗадайте смещение частоты как положительный действительный скаляр или вектор положительных увеличивающих вещественных значений типа double в Гц.
Примечание
Количество членов, перечисленных в Frequency offset (Hz), должно равняться количеству членов в поле Phase noise level (dBc/Hz).
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Include phase noise.
Automatic frequency resolution
- Автоматическое определение количества интервалов частотыon
(по умолчанию) | off
Выберите этот параметр, чтобы автоматически определить количество интервалов частоты, используемых в двусторонней фазе шумовом спектре. Можно также задать количество интервалов частоты с помощью параметров Number of signal samples и Sample rate (Hz), когда вы устанавливаете, что параметр Automatic frequency resolution установлен на off
.
Чтобы включить этот параметр, нажмите Включить шум фазы.
Number of signal samples
- Количество выборок в сигнале временной области 0
(по умолчанию) | действительное неотрицательное целое число, меньше или равное 65536
Количество выборок в сигнале временной области для шага расчета блоков или количество частотных линий (интервалов) в сигналах двустороннего частотного спектра для достижения необходимого разрешения частоты для заданного смещения Частоты, заданного в виде действительного неотрицательного целого числа, меньшего или равного 65536
. Разрешение частоты увеличивается, когда значение количества выборок сигнала увеличивается.
Примечание
Значение этого параметра должно быть установлено в степень двойки.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Include phase noise и снимите флажок Automatic frequency resolution.
Seed source, phase noise
- Источник начального seed Auto
(по умолчанию) | User specified
Источник начального seed, используемых для подготовки генератора фазы шума Гауссова случайного числа LO, указанный как одно из следующего:
Auto
- Когда вы устанавливаете Seed source, phase noise на Auto
начальные значения для каждого образца миксера генерируются с использованием генератора случайных чисел. Метод сброса образца не имеет эффекта.
User specified
- Когда вы устанавливаете Seed source, phase noise на User specified
значение, предоставленное в Seed для фазового шума, используется для инициализации генератора случайных чисел, и метод сброса сбрасывает генератор случайных чисел, используя значение свойства Seed for phase noise.
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Include phase noise.
Seed for phase noise
- Seed для генератора случайных чисел67987
(по умолчанию) | неотрицательным целым числом менее 232Seed для генератора случайных чисел, заданное как неотрицательное целое число менее 232. Используйте это значение для инициализации генератора случайных чисел.
Чтобы включить этот параметр, выберите Include phase noise и установите параметр Seed source, phase noise равным User specified
.
Plot phase characteristics
- График характеристик фазы Эта кнопка строит графики характеристик фазы на основе параметров, заданных на вкладке Noise, и шага расчета блока, когда симуляция было выполняема, или на основе значений параметров смещения частоты (Гц).
Для получения дополнительной информации смотрите Характеристики шума фазы графика.
Архитектурные модели для блока Mixer показаны здесь. Миксер и фаза шум для всех случаев включены здесь.
Архитектуры модулятора и демодулятора включают в себя системный шум, фазовый шум и нелинейные полиномы, чтобы преобразовать несущую. Генератор случайных чисел используется как вход для генерирования фазового шума.
Выход идеальных схемы модулятора и демодулятора с нелинейностями, Yout, задается этим уравнением.
где,
Нелинейные полиномиальные коэффициенты c1 и c3 предусмотрены в нелинейностях в Идеализированном блоке базового смесителя.
Первичный модулятор IQ состоит из двух смесителей, fI () и fQ (). Смесители преобразуют сгенерированные модулированные сигналы в RF сигналы и обычно используются в архитектурах прямого преобразования. fI () и fQ (), отвечают за введение усиления, дисбаланса усиления, разбаланса фазы и нелинейностей в IQ-демодулятор.
Выход модулятора IQ, Yout, дается как
где,
Нелинейный полиномиальный коэффициент c3 обеспечивается в нелинейностях в идеализированном блоке смесителя основной полосы частот. Линейные усиления модуляторов c1 и c1Q предусмотрены в этом уравнении.
где,
Архитектура IQ-демодулятора представлена ниже. Синфазный, Iout и квадратурный компонент Qout модулированного сигнала являются выходами fI () и fQ (), соответственно. Смесители fI () и fQ () отвечают за введение коэффициента усиления, дисбаланса усиления, разбаланса фазы и нелинейности в IQ-демодулятор.
Выход демодулятора IQ, Yout, дается как
где,
Нелинейный полиномиальный коэффициент c3 обеспечивается в нелинейностях в идеализированном блоке смесителя основной полосы частот. В этом уравнении приведены линейные усиления c1 и c1Q модуляторов.
где,
Выражение для Sout показывает производство верхних и более низких боковых полос, (ωlo +ωin) и (ωlo−ωin) и эффект значений различия перевозчика входа и сигнала LO на функции синуса. Применение тригонометрических тождеств
к выражению продукта смесителя, Sout = Sinx Slo приводит
где, термин, связанный с более высокой выходной частотой, ωin +ωlo, является верхней боковой полосой, и | ωlo-ωin | более низкая боковая полоса. Поскольку Идеальная Baseband библиотечных блоков поддерживает только один сигнал несущей, необходимо выбрать требуемую выхода боковую полосу. Установите параметр Mixer sideband равным Modulator
.
Для демодуляторов в качестве выхода может использоваться только нижняя боковая полоса. Наконец, выберите параметр Input carrier frequency greater than LO frequency, когда термин sin (
При выборе типа смесителя в этой таблице приведены доступные опции боковой полосы LO смещение фазы (град), дисбаланс усиления I/Q (дБ) и I/Q разбаланса фазы (град). В сложение задайте относительный размер RF к LO, когда частота выхода зависит от знака (RF-LO).
Тип смесителя | Боковая полоса | Если RF > LO | Нарушения |
---|---|---|---|
Модулятор | Выше | N.A | Смещение фазы LO |
Модулятор | Ниже | Выберите параметр Input carrier frequency greater than LO frequency | Смещение фазы LO |
Демодулятор | N.A | N.A | Смещение фазы LO |
В этой таблице показано, как значки на этом блоке будут варьироваться в зависимости от того, как вы задаете Параметры на блоке.
Тип смесителя | Включите шум смесителя | Включите шум фазы: off | Включите шум фазы: on |
---|---|---|---|
Modulator | off |
|
|
on |
|
| |
Демодулятор | off |
|
|
on |
|
| |
Модулятор Q-составляющей тока | off |
|
|
on |
|
| |
Демодулятор Q-составляющей тока | off |
|
|
on |
|
|
Примечание
После установки параметров блоков необходимо нажать кнопку Apply, чтобы увидеть изменение значка.
Поведение изменено в R2021a
Начиная R2021a, блок Mixer поддерживает модулятор, демодулятор, IQ-модулятор и IQ-демодулятор с нарушениями и шумом. Новый блок Mixer включает pre-R2021a себя функции, когда параметру Mixer type задано значение Modulator
.
Когда вы открываете модель из предыдущего релиза, содержащую блок Mixer из библиотеки Idealized Baseband, pre-R2021a версия этого блока автоматически заменяется на R2021a версию этого блока с нарушениями и шумом.
[1] Разави, Бехзад. «Основные концепции» в микроэлектронике РФ, 2-е издание, Prentice Hall, 2012.
[2] Кундерт, Кен ". Точное и быстрое измерение IP2 и IP3, "The Designer Guide Community, 22 мая 2002 года.
[3] Касдин, Н.Ж. "Дискретная симуляция цветных шумовых и стохастических процессов и 1/f α Генерация шума по закону о степени ". Материалы IEEE 83, № 5 (май 1995 года): 802-27. https://doi.org/10.1109/5.381848.
1. Если смысл перевода понятен, то лучше оставьте как есть и не придирайтесь к словам, синонимам и тому подобному. О вкусах не спорим.
2. Не дополняйте перевод комментариями “от себя”. В исправлении не должно появляться дополнительных смыслов и комментариев, отсутствующих в оригинале. Такие правки не получится интегрировать в алгоритме автоматического перевода.
3. Сохраняйте структуру оригинального текста - например, не разбивайте одно предложение на два.
4. Не имеет смысла однотипное исправление перевода какого-то термина во всех предложениях. Исправляйте только в одном месте. Когда Вашу правку одобрят, это исправление будет алгоритмически распространено и на другие части документации.
5. По иным вопросам, например если надо исправить заблокированное для перевода слово, обратитесь к редакторам через форму технической поддержки.