Анализируйте и постройте компоненты RF

Анализируйте сети в частотном диапазоне

RF Toolbox™ позволяет вам анализировать компоненты RF и сети в частотном диапазоне. Вы используете analyze функция, чтобы анализировать схему возражает по заданному набору частот.

Например, чтобы анализировать коаксиальную линию электропередачи от 1 ГГц до 2,9 ГГц с шагом 10 МГц:

ckt = rfckt.coaxial;
f = [1.0e9:1e7:2.9e9];
analyze(ckt,f);

Примечание

Поскольку все схемы возражают кроме тех, которые содержат данные из файла, необходимо выполнить анализ частотного диапазона с analyze метод прежде, чем визуализировать и сетевые данные компонента. Для схем, которые содержат данные из файла, тулбокс выполняет анализ частотного диапазона, когда вы используете read метод, чтобы импортировать данные.

Когда вы анализируете объект схемы, тулбокс вычисляет параметры сети схемы, шумовые значения фигуры и выходную точку пересечения третьего порядка (OIP3) значения на заданных частотах и хранит результат анализа в AnalyzedResult объекта свойство.

Для получения дополнительной информации смотрите analyze функциональная страница.

Визуализируйте и сетевые данные компонента

RF Toolbox позволяет вам подтвердить поведение объектов схемы, которые представляют компоненты RF и сети путем отображения следующих данных на графике:

Большой - и S-параметры маленькие сигнала
Шумовая фигура
Выведите точку пересечения третьего порядка
Данные о степени
Фазовый шум
Отношение постоянной волны напряжения
Усиление степени
Групповая задержка
Отражательные коэффициенты
Данные об устойчивости
Передаточная функция

Эта таблица суммирует доступные графики и графики, наряду с функциями, которые можно использовать, чтобы создать каждого и описание ее содержимого.

Постройте тип	Функции	Постройте содержимое
Прямоугольный график	`plot` `plotyy` `loglog` `semilogx` `semilogy`	Параметры в зависимости от частоты или, когда это применимо, условия работы. Доступные параметры включают: S-параметры Шумовая фигура Отношение постоянной волны напряжения (VSWR) OIP3
Бюджетный график	`plot`	Параметры в зависимости от частоты для каждого компонента в каскаде, где кривая для данного компонента представляет совокупный вклад каждого компонента RF до и включая значение параметров того компонента.
График шпоры микшера	`plot`	Степень шпоры микшера в зависимости от частоты для `rfckt.mixer` возразите или `rfckt.cascade` объект, который содержит микшер.
Графики в полярной системе координат и Smith Charts®	`polar` `smithplot`	Polarplot: Величина и фаза S-параметров в зависимости от частоты. График Смита: Действительные и мнимые части S-параметров в зависимости от частоты, используемой для анализа отражений, вызываются несоответствием импеданса.

Для каждого графика вы создаете, вы выбираете параметр, чтобы построить и, опционально, формат, в котором можно построить тот параметр. Формат графика задает, как RF Toolbox отображает данные по графику. Доступные форматы меняются в зависимости от данных, которые вы выбираете, чтобы построить. Данные, которые можно отобразить на графике, зависят от типа графика, который вы создаете.

Примечание

Можно использовать listparam функционируйте, чтобы перечислить параметры заданного объекта схемы, которые доступны для графического вывода. Можно использовать listformat функционируйте, чтобы перечислить доступные форматы для заданного параметра объекта схемы.

Следующие темы описывают доступные графики:

Прямоугольный график
Бюджетный график
График шпоры микшера
Графики в полярной системе координат и графики Смита^®

Прямоугольный график

Можно построить любые параметры, которые относятся к объекту на прямоугольном графике. Можно построить параметры в зависимости от частоты для любого объекта. Когда вы импортируете данные объектов от .p2d или .s2d файл, можно также построить параметры в зависимости от любых условий работы из файла, который имеет числовые значения, такие как смещение. Кроме того, когда вы импортируете данные объектов от .p2d файл, можно построить S-параметры большие сигнала в зависимости от входной мощности или в зависимости от частоты. Эти параметры обозначаются LS11, LS12, LS21, и LS22.

Эта таблица суммирует методы, которые доступны в тулбоксе для создания прямоугольных графиков, и описывает использование каждого. Для получения дополнительной информации о конкретном типе графика перейдите по ссылке в таблице к документации для того метода.

Метод	Описание
`plot`	График одного или нескольких параметров объекта
`plotyy`	График одного или нескольких параметров объекта с осями Y на обоих левые и правые стороны
`semilogx`	График одного или нескольких параметров объекта с помощью логарифмической шкалы для Оси X
`semilogy`	График одного или нескольких параметров объекта с помощью логарифмической шкалы для Оси Y
`loglog`	График одного или нескольких параметров объекта с помощью двойной логарифмической шкалы

Бюджетный график

Вы используете бюджетный или бюджетный график ссылки изучить отдельный вклад каждого компонента к нанесенному на график значению параметров в каскадной сети с несколькими компонентами. Бюджетный график показывает одну или несколько кривых значений параметров в зависимости от частоты, упорядоченной индексом схемы каскадной сети.

Рассмотрите следующую каскадную сеть:

casc = rfckt.cascade('Ckts',...
       {rfckt.amplifier,rfckt.lcbandpasspi,rfckt.txline})

Этот рисунок показывает, как индекс схемы присвоен каждому компоненту в каскаде, на основе его последовательного положения в сети.

Вы создаете 3-D бюджетный график для этого каскада с помощью plot метод со вторым набором аргумента к 'budget', как показано в следующей команде:

analyze(casc,linspace(1e9,3e9,100));
plot(casc,'budget','s21')

Обратите внимание на то, что вы имеете к analyze ваша схема прежде, чем построить бюджетный график и по умолчанию бюджетный график является 2D графиком. Если вы задаете массив частот в analyze функция можно визуализировать бюджетные результаты в 3-D. Кривая на бюджетном графике для каждого индекса схемы представляет вклады в значение параметров компонентов RF до того индекса. Этот рисунок показывает бюджетный график.

Freq (GHz) vs S21 (Magnitude (decibels)) vs Stage of cascade budget lot

Если вы задаете два или больше параметра, RF Toolbox помещает параметры в один график. Можно только задать единый формат для всех параметров.

График шпоры микшера

Вы используете график шпоры микшера изучить, как нелинейность микшера влияет на выходную мощность в желаемом микшере выходная частота и в продуктах интермодуляции, которые происходят на следующих частотах:

$f_{o u t} = N * f_{i n} + M * f_{L O}$

где

$f_{i n}$ входная частота.
$f_{L O}$ локальная частота генератора.
N и M являются целыми числами.

Тулбокс RF вычисляет выходную мощность из таблицы интермодуляции микшера (IMT). Эти таблицы описаны подробно в Визуализировать примере Шпор Микшера.

График шпоры микшера показывает степень в зависимости от частоты для rfckt.mixer возразите или rfckt.cascade объект, который содержит микшер. По умолчанию график 3D и показывает диаграмму стебель-листья степени в зависимости от частоты, упорядоченной индексом схемы объекта. Можно создать двумерную диаграмму стебель-листья степени в зависимости от частоты для одного индекса схемы путем определения индекса в команде plot шпоры микшера.

Рассмотрите следующую каскадную сеть:

FirstCkt = rfckt.amplifier('NetworkData', ...
    rfdata.network('Type', 'S', 'Freq', 2.1e9, ...
    'Data', [0,0;10,0]), 'NoiseData', 0, 'NonlinearData', inf);
SecondCkt = read(rfckt.mixer, 'samplespur1.s2d');
ThirdCkt = rfckt.lcbandpasstee('L', [97.21 3.66 97.21]*1e-9, ...
    'C', [1.63 43.25 1.63]*1.0e-12);
CascadedCkt = rfckt.cascade('Ckts', ...
    {FirstCkt, SecondCkt, ThirdCkt});

Это показывает, как индекс схемы присвоен компонентам в каскаде, на основе его последовательного положения в сети.

Components in the cascade with the circuit index.

Индекс 0 схемы соответствует каскадному входу.
Индекс 1 схемы соответствует LNA выход.
Индекс 2 схемы соответствует микшеру выход.
Индекс 3 схемы соответствует фильтру выход.

Вы создаете цилиндрический график для этого каскада с помощью plot метод со вторым набором аргумента к 'mixerspur', как показано в следующей команде:

plot(CascadedCkt,'mixerspur')

В рамках трехмерного графика диаграмма стебель-листья для каждого индекса схемы представляет степень в том индексе схемы. Этот рисунок показывает график шпоры микшера.

Freq (GHz) vs Power (dBm) vs Stage of cascade mixer spur plot

Для получения дополнительной информации о графиках шпоры микшера смотрите plot страница с описанием.

Графики в полярной системе координат и графики Смита^®

Можно использовать тулбокс RF, чтобы сгенерировать графики Смита и Графики в полярной системе координат. Если вы задаете два или больше параметра, тулбокс RF помещает параметры в один график.

Следующая таблица описывает Полярный график и опции графиков Смита, а также доступные параметры.

Примечание

LS11, LS12, LS21, и LS22 S-параметры большие сигнала. Можно построить эти параметры в зависимости от входной мощности или в зависимости от частоты.

Постройте тип	Метод	Параметр
`Polar plane`	`polar`	`S11`, `S12`, `S21`, `S22` `LS11`, `LS12`, `LS21`, `LS22` (Объекты с данными только из файла P2D)
`Z Smith chart`	`smithplot` с `type` набор аргумента к `'z'`	`S11`, `S22` `LS11`, `LS22` (Объекты с данными только из файла P2D)
`Y Smith chart`	`smithplot` с `type` набор аргумента к `'y'`	`S11`, `S22` `LS11`, `LS22` (Объекты с данными только из файла P2D)
`ZY Smith chart`	`smithplot` с `type` набор аргумента к `'zy'`	`S11`, `S22` `LS11`, `LS22` (Объекты с данными только из файла P2D)

По умолчанию тулбокс RF строит параметр в зависимости от частоты. Когда вы импортируете данные о блоке от .p2d или .s2d файл, можно также построить параметры в зависимости от любых условий работы из файла, который имеет числовые значения, такие как смещение.

Примечание

circle метод позволяет вам поместить круги в Смита^® Стройте диаграмму, чтобы изобразить области устойчивости и отобразить постоянное усиление, шумовую фигуру, отражение и круги иммитанса. Для получения дополнительной информации об этой функции, смотрите circle страница с описанием или Проектирующий Соответствие с Сетями для Низкого Шумового примера Усилителей о разработке соответствия с сетями.

Вычислите и постройте технические требования временного интервала

Тулбокс RF позволяет вам вычислить и построить характеристики временного интервала для компонентов RF.

Этот раздел содержит следующие темы:

Вычислите сетевую передаточную функцию
Подходящий объект модели, чтобы замкнуть данные объектов
Вычислите и постройте ответ временного интервала

Вычислите сетевую передаточную функцию

Вы используете s2tf функционируйте, чтобы преобразовать S-параметры с 2 портами в передаточную функцию. Функция возвращает вектор из значений передаточной функции, которые представляют нормированное усиление напряжения сети с 2 портами.

Следующий код иллюстрирует, как считать данные о файле в пассивный объект схемы, извлечь S-параметры с 2 портами из объекта и вычислить передаточную функцию данных на частотах, для которых заданы данные. Здесь z0 ссылочный импеданс S-параметров, zs исходный импеданс и zl импеданс загрузки. Смотрите s2tf страница с описанием для получения дополнительной информации о том, как эти импедансы используются, чтобы задать усиление.

PassiveCkt = rfckt.passive('File','passive.s2p')
z0=50; zs=50; zl=50;
[SParams, Freq] = extract(PassiveCkt, 'S Parameters', z0);
TransFunc = s2tf(SParams, z0, zs, zl);

Подходящий объект модели, чтобы замкнуть данные объектов

Вы используете rationalfit функционируйте, чтобы соответствовать рациональной функции к передаточной функции пассивного компонента. rationalfit функция возвращает rfmodel объект, который представляет передаточную функцию аналитически.

Следующий код иллюстрирует, как использовать rationalfit функция, чтобы создать rfmodel.rational объект, который содержит модель рациональной функции передаточной функции, которую вы создали в предыдущем примере.

RationalFunc = rationalfit(Freq, TransFunc)

Чтобы узнать, сколько полюсов тулбокс RF раньше представляли данные, посмотрите на длину A вектор из RationalFunc объект модели.

nPoles = length(RationalFunc.A)

Примечание

Количество полюсов важно, если вы планируете использовать объект модели RF, чтобы создать модель для использования в другом средстве моделирования, потому что большое количество полюсов может увеличить время симуляции. Для получения информации о том, как представлять компонент точно с помощью минимального количества полюсов, смотрите, Представляют Объект Схемы Объектом модели.

Используйте freqresp функция, чтобы вычислить частотную характеристику подходящих данных. Чтобы подтвердить подгонку модели, постройте передаточную функцию исходных данных и частотную характеристику подходящих данных.

Resp = freqresp(RationalFunc, Freq);
plot(Freq, 20*log10(abs(TransFunc)), 'r', ...
    Freq, 20*log10(abs(Resp)), 'b--');
ylabel('Magnitude of H(s) (decibels)');
xlabel('Frequency (Hz)');
legend('Original', 'Fitting result');
title(['Rational fitting with ', int2str(nPoles), ' poles']);

Вычислите и постройте ответ временного интервала

Вы используете timeresp функция, чтобы вычислить ответ временного интервала передаточной функции, что RationalFunc представляет. Этот код иллюстрирует, как создать случайный входной сигнал, вычислить ответ временного интервала RationalFunc к входному сигналу и графику результаты.

SampleTime=1e-11;
NumberOfSamples=4750;
OverSamplingFactor = 25;
InputTime = double((1:NumberOfSamples)')*SampleTime;
InputSignal = ...
     sign(randn(1, ceil(NumberOfSamples/OverSamplingFactor)));
InputSignal = repmat(InputSignal, [OverSamplingFactor, 1]);
InputSignal = InputSignal(:);

[tresp,t]=timeresp(RationalFunc,InputSignal,SampleTime);
plot(t*1e9,tresp);
title('Fitting Time-Domain Response', 'fonts', 12);
ylabel('Response to Random Input Signal');
xlabel('Time (ns)');

Для получения дополнительной информации о вычислении ответа времени объекта модели, смотрите timeresp функция.

Документация