Источник белого шума

В этой части примера показано, как создать сложный базовый эквивалентный Источник Белого Шума. Этот тип источника полезен, например, как стимул для визуализации частотной характеристики радиочастотной системы. Чтобы создать этот источник, используйте блок Random Source из суббрария DSP System Toolbox™ Sources. В диалоговом окне Random Source block установите параметр Complexity равным Complex и в параметре Отклонении введите необходимую степень в ваттах с помощью выражения power_in_watts.

Чтобы вычислить степень сигнала в дБм, используйте блок RMS (из подфрагмента DSP System Toolbox Statistics), затем блок dB Conversion (из подфункции DSP System Toolbox Math Functions/Math Operations). В диалоговое окно блока Преобразования дБ установите значение параметра Convert to dBm , входной сигнал to Amplitude , и параметр сопротивления нагрузке (Ом), чтобы 1 .

open_system('rfb_power_examples_white_noise')

Для отображения степени спектра сигнала используйте блок Spectrum Analyzer (из RF Blockset Circuit Enbelope Утилит sublibrary). Чтобы показать Настройки Спектра, в меню Анализатор Спектра, выберите View > Настройки Спектра или используйте крайнюю левую кнопку на панели инструментов. Двусторонний спектр проверяется по умолчанию в опциях трассировки. Это желаемая частотная область значений, потому что комплексное представление эквивалентное основной полосе частот переводит несущую частоту в ноль герц. Реальные частоты выше и ниже несущей (то есть более высокая и более низкая боковые полосы) представлены как положительные и отрицательные частоты, соответственно. Некоторые опции Настройки Спектра (Тип, Окно, Модули, Метод усреднения, Средние значения) были изменены по сравнению с их значениями по умолчанию.

sim('rfb_power_examples_white_noise')

Кроме сложения, обратите внимание, что выбранный Спектр Возможностей Window Type может повлиять на распределение степени между каналами, ближайшими к фактической частоте. Для примера, если чистая синусоида падает между двумя каналами, вам, возможно, потребуется суммировать степень в одном или двух каналах с каждой стороны фактической частоты, чтобы определить точную общую степень.

Источник комплексного синуса

Следующая модель Комплексного Sine wave показов, как использовать степень, чтобы задать амплитуду комплексной синусоиды исходного блока для системы RF. Источники сложных синусоид часто используются в эквивалентных основной полосе моделях Simulink. Эти источники имеют следующие выходы во временной области:

signal(t) = amplitude * (cos(2*pi*f*t+phi)+j*sin(2*pi*f*t+phi))

Средняя квадратная степень выхода, signal, есть amplitude^2.

Напротив, выход во временной области реального источника синусоиды:

signal2(t) = amplitude * sin(2*pi*f*t+phi)

где средняя квадратная степень signal2 является amplitude^2/2, вдвое меньше, чем у сложной синусоиды с такими же amplitude.

bdclose('rfb_power_examples_white_noise');
open('rfb_power_examples_cis_wave.slx')

Используйте блок Sine Wave, чтобы создать сложный источник синуса. В диалоговом окне блока установите параметр Output complexity равным Complex и параметр Амплитуда в sqrt(power_in_watts). По умолчанию Анализатор Спектра отображает спектральную плотность степени, нормированную к единичной частоте дискретизации в единицах dBm/Hertz. Для этого раздела Возможностей Spectrum отображает тональный сигнал как положительную частоту (верхняя боковая полоса).

sim('rfb_power_examples_cis_wave')

Двухтональный вход в идеализированный базовый нелинейный усилитель

Третья модель Двухтонального Входа Идеализированного Базового Нелинейного Усилителя показывает, как блок Усилителя в библиотеке Idealized Baseband RF Blockset влияет на сигнал. В Усилителе установите параметр диалогового окна блока (dBm) в IIP3 20 дБм. В диалоговое окно блока Sine Wave установите параметр Amplitude в sqrt(10^((power_in_dBm - 30)/10)). Настройка power_in_dBm = -10 в рабочем пространстве модели получается -10 дБм на тон. Обратите внимание, что мы должны использовать блок Matrix Sum с суммой набора параметров along to «Rows» после исходного блока, чтобы суммировать двухканальный выход источника. Без суммы строк будет создан двухканальный сигнал, все блоки в нисходящем направлении будут иметь два независимых канала, и никакое смешение не произойдет.

bdclose('rfb_power_examples_cis_wave');
open('rfb_power_examples_two_tone_math_amp.slx')

sim('rfb_power_examples_two_tone_math_amp')

В Возможности Spectrum отображается уровень степени в каждом интермодуляционном тональном сигнале. Уровень степени каждого из них:

-10dBm - 2*(20dBm - -10dBm) = -70dBm.

Двухтональный вход в эквивалентный базовый и нелинейный усилитель

Как и третья модель, четвертая модель, Двухтонального Входа в Эквивалентный Усилитель Основной Полосы и Нелинейного Усилителя, показывает, как блок Усилителя влияет на сигнал. Однако на этот раз мы используем блок S-Parameters Amplifier из библиотеки Equivalent Baseband RF Blockset. В отличие от блоков Idealized Baseband, блоки Equivalent Baseband позволяют вам задать центральную частоту и импедансы. Таким образом, если вы хотите смоделировать систему RF на реальных частотах RF, эффектах загрузки и отражения, мы рекомендуем эти физические блоки.

В этой модели мы задаем несколько параметров Z0:

bdclose('rfb_power_examples_two_tone_math_amp');
open('rfb_power_examples_two_tone_physical_amp.slx')

В блоке Input port установите параметр Center frequency (Hz) равным 2e9 (2 ГГц). Частоты основной полосы двухтоновых комплексных Сигналов Simulink составляют 200 кГц и 300 кГц. Таким образом, в системе RF (блоки Equivalent Baseband, соединенные между блоками Input port и Output Port) реальные радиочастоты с двумя тонами 2,0002 ГГц и 2,0003 ГГц. По умолчанию область возможностей отображается в основной полосе частот. Для отображения нужных тонов на частотах 2.0002 ГГц и 2.0003 ГГц (-10 дБм каждый) и интермодуляционных тонов на частотах 2.0001 ГГц и 2.0004 ГГц (-70 дБм каждый), установите смещение дисплея частоты: параметр в «Свойства оси»

sim('rfb_power_examples_two_tone_physical_amp')

Отображение Степени спектра в каскаде RF Blockset эквивалентных блоков основной полосы частот

Блок Output Port позволяет вам создать график бюджета ссылки для мультиблоков. Эта функция позволяет вам визуализировать характеристики каскада неинтрузивно. Поэтому обычно не обязательно касаться каскада блоков Baseband эквивалентного RF Blockset Equivalent. Однако иногда это полезно сделать, например, чтобы увидеть модулированный спектр в промежуточной точке. Конечная модель Tap Cascade эквивалентных блоков основной полосы в RF Blockset, достигает этого с подсистемой, которая приблизительно моделирует реальный направленный соединитель. Как и в случае с его реальным аналогом, постукивание интрузивно в том, что оно представляет импеданс нагрузки для нисходящей части каскада и управляет верхней частью с входным импедансом.

Дважды кликните подсистему «Pseudo 30 dB Directional Coupler», чтобы открыть ее и увидеть, как работает модель. Блоки Output Port и Input Port соответствуют входному и выходному импедансу основной линии реального направленного соединителя, соответственно. Однако фазовое поведение реального направленного соединителя не моделируется здесь.

bdclose('rfb_power_examples_two_tone_physical_amp');
open('rfb_power_examples_tap_cascade.slx')

sim('rfb_power_examples_tap_cascade')
close_system(['rfb_power_examples_tap_cascade/Spectrum',newline,'Analyzer 2']);

Первые возможности спектра показывают интермодуляционные тоны после одного усилителя. Обратите внимание, что степень уменьшается на 30 дБ из-за характеристик подсистемы «Pseudo 30 дБ Directional Coupler». Можно калибровать это с помощью блока усиления или даже изменить подсистему, чтобы смоделировать 0 дБ-потерю «активного» направленного соединителя.

open_system(['rfb_power_examples_tap_cascade/Spectrum',newline,'Analyzer 2']);

Вторые возможности спектра показывают повышенный уровень интермодуляционных тонов после каскада из двух нелинейных усилителей.

bdclose('rfb_power_examples_tap_cascade');