Симулируйте высокочастотные компоненты

В этом примере показано, как использовать моделирование огибающей схемы RF Blockset™, чтобы симулировать высокочастотные компоненты при сокращении времени симуляции.

Симулируйте сигнал полосы пропускания в программном обеспечении Simulink

Модель, ex_simrf_tut_passband, показывает, как модулировать действительный сигнал полосы пропускания с квадратурными компонентами и синфазным.

Открыть эту модель, в MATLAB^® командная строка, введите:

addpath(fullfile(docroot,'toolbox','simrf','examples'))
ex_simrf_tut_passband

Passband signal in RF Blockset

Система указывает, что действительная полоса пропускания сигнализирует о x (t) согласно формуле

$x (t) = I (t) \cos (2 π f_{c} t) - Q (t) \sin (2 π f_{c} t)$

где:

I (t) является синфазной частью сигнала модуляции, равного 3 в этом примере, смоделированный блоком Constant пометил In-phase modulation.
Q (t) является квадратурной частью модуляции, равной 4 в этом примере, смоделированный блоком Constant пометил Quadrature modulation.
_fc является несущей частотой, равной 1 ГГц в этом примере.

Выполнение модели производит следующий выход на осциллографе.

Real passband signal

Выходной сигнал в Действительном Осциллографе Полосы пропускания имеет величину 5 и сдвиг фазы atan2d(3,-4), или приблизительно 143 °.

В диалоговом окне Configuration Parameters параметр Fixed-step size (fundamental sample time) был установлен на 1/16*1e-9. Это значение находится порядка длины волны несущей. Симуляция берет в общей сложности 81 выборку — 16 на цикл.

Сравните полосу пропускания и сгенерированные модулированные сигналы в программном обеспечении RF Blockset

Модель, ex_simrf_tut_compare, показывает, как сравнить полосу пропускания и сгенерированные модулированные сигналы. Этот раздел основывается на результатах предыдущего раздела, Симулируйте Сигнал Полосы пропускания в Simulink Software.

Открыть эту модель, в командной строке MATLAB, введите:

addpath(fullfile(docroot,'toolbox','simrf','examples'))
ex_simrf_tut_compare

Compare passband and baseband signals model

Система симулирует действительный сигнал полосы пропускания как действительную часть комплексного сигнала полосы пропускания согласно формуле

$x (t) = Re [(I (t) + j Q (t)) \exp (j \cdot 2 π f_{c} t)] = I (t) \cos (2 π f_{c} t) - Q (t) \sin (2 π f_{c} t)$

где:

I (t) + jQ (t) является модуляцией с комплексным знаком, равной 3 + 4j.
_fc является угловой частотой, равной 1 ГГц.

Вопреки Simulink^® реализация полосы пропускания в предыдущем разделе, комплексный сгенерированный модулированный сигнал, управляющий системой RF Blockset, не включает несущую. Вместо этого среда RF Blockset обрабатывает несущую аналитически. Несущая появляется в четырех различных блоках в среде RF Blockset:

В блоке Inport параметр Carrier frequencies задает несущие частоты модуляций, входящих снаружи среды RF Blockset. В этом примере существует только один входной сигнал и только одна несущая ( 1 ГГц в виде 1e9 Hz).
В блоке Outport параметр Carrier frequencies задает сигнал на 1e9 Hz несущая (1 ГГц) как Сигналы Simulink. Эти сигналы появляются в портах I и Q. Параметр Output устанавливается на Real Passband, таким образом, этот сигнал представляет действительный сигнал полосы пропускания на несущей на 1 ГГц.
В помеченном блоке RF Blockset Outport1 блока, также блок Outport, параметр Carrier frequencies задает сигнал, выведенный на 1e9 Hz несущая (1 ГГц) как Сигналы Simulink. Эти сигналы появляются в портах I и Q. Параметр Output устанавливается на In-phase and Quadrature Baseband, таким образом, эти сигналы представляют синфазные модуляции и квадратурные модуляции сигнала на несущей на 1 ГГц.
В блоке Configuration параметр Carrier frequencies задает все несущие, чтобы быть смоделированным в среде моделирования огибающей схемы RF Blockset. В этом примере задана только одна несущая. Для большего количества опций обратитесь к блоку Configuration.

Выполнение модели производит следующий выход на осциллографах.

Passband and baseband signals in scope

Действительный Осциллограф Полосы пропускания отображает тот же вывод как пример в предыдущем разделе, Симулируйте Сигнал Полосы пропускания в Simulink Software. Сигнал имеет величину 5 и сдвиг фазы, сопоставимый с заданным синфазным и квадратурными амплитудами.

In-phase and quadrature amplitudes

Несущая на 1 ГГц самостоятельно не появляется в выходе. Результаты соответствуют действительным и мнимым частям Комплексной модуляции во входе системы. Они также соответствуют Синфазной модуляции, и Квадратурные блоки модуляции в Симулируют Сигнал Полосы пропускания в Simulink Software.

Симулируйте конверт сгенерированного модулированного сигнала

Модель, ex_simrf_tut_envelope, показывает, как симулировать конверт использования синусоиды блоки RF Blockset. Этот раздел основывается на результатах предыдущего раздела, Сравните Полосу пропускания и Сгенерированные модулированные сигналы в RF Blockset Software.

Открыть эту модель, в командной строке MATLAB, введите:

addpath(fullfile(docroot,'toolbox','simrf','examples'))
ex_simrf_tut_envelope

Envelope of a Baseband signal model

Система почти идентична системе в предыдущем разделе, кроме:

Модель содержит только один блок RF Blockset Outport и только один осциллограф. Среда RF Blockset синфазные выходные параметры и квадратурные модуляции сигнала на 1 ГГц. В блоке RF Blockset Outport параметр Output устанавливается на In-phase and quadrature baseband. Поскольку система не сконфигурирована, чтобы вывести действительный сигнал полосы пропускания, несущая не симулирована.
В диалоговом окне Configuration Parameters параметр Fixed-step size (fundamental sample time) больше. Его значением является 5e-9 вместо 1/16*1e-9.

Выполнение модели производит следующий выход в осциллографе.

In-phase and Quadrature modulation amplitude

Осциллограф I/Q отображает синфазное и квадратурные основополосные компоненты сигнала на 1 ГГц. Несущая на 1 ГГц самостоятельно не появляется в выходе. Результаты соответствуют действительным и мнимым частям Комплексной модуляции во входе системы.

В отличие от моделей в предыдущих двух разделах, Simulink работает по-другому в этой модели. Поскольку сигналы модуляции являются постоянными в этом примере, только две точки выборки необходимы. Чтобы симулировать изменяющийся во времени сигнал модуляции, Simulink может использовать закрепленный временной шаг порядка обратной величины его полосы пропускания.

Модель использует значение 5e-9 для параметра Fixed-step size (fundamental sample time). Это значение равняется Stop time, потому что в этом случае сигналы модуляции являются постоянными. По сравнению с предыдущими примерами, которые используют шаг расчета 1/16*1e-9, эта модель симулирует точно с временным шагом 80 больше времена. Этот размер шага приводит к сокращению общего шага расчета на коэффициент 80, исключая начальный временной шаг во время 0.

Смотрите также

Inport | Outport | Configuration

Документация