Микшер модели в системах RF
RF Blockset / Конверт Схемы / Элементы
Блок Mixer выполняет перевод частоты сигнала и нелинейное усиление.
Для данного входного сигнала RF, V RF = A RFcos (ω RFt) и входного сигнала LO LO V = A cLOcos (ПАРТИЯ ω), микшер умножает сигналы во входных портах:
Это смешивание преобразует частоту сигнала RF к ωRF + ωLO и ωRF – ωLO. Для микшера, чтобы выполнить эту операцию правильно, необходимо включать частоты ωRF + ωLO или ωRF – ωLO в частотах симуляции, которые вычисляет блок Configuration.
Спецификация усиления Степени для этого блока связывает степень одно боковой полосы (SSB) к входу.
После смешивания RF и сигналов LO, блок микшера выполняет усиление. Чтобы смоделировать линейное усиление, микшер масштабирует сигналы коэффициентом a1. Напряжение управляемый источник напряжения (VCVS), заданное полиномом, реализует нелинейное усиление. Полином включает насыщение автоматически и производит дополнительные частоты интермодуляции.
Значки маски блока Mixer являются динамическими и указывают на текущее состояние прикладного шумового параметра. Эта таблица показывает вас, как значки на этом блоке варьируются на основе состояния параметра Noise figure (dB) на блоке.
Шумовая фигура (дБ): 10 | Шумовая фигура (дБ): 0 |
|---|---|
|
|
|
Source of conversion gain — Исходный параметр усиления преобразованияAvailable power gain (значение по умолчанию) | Open circuit voltage gain | Polynomial coefficientsИсходный параметр преобразования получает в виде одного из следующего:
Available power gain — Блок использует значение Доступного параметра усиления степени, чтобы вычислить линейный термин усиления напряжения полиномиального VCVS, a1. Это вычисление принимает совпадающее завершение загрузки для микшера.
Open circuit voltage gain — Блок использует значение параметра усиления напряжения Разомкнутой цепи как линейный термин усиления напряжения полиномиального VCVS, a1.
Polynomial coefficients — Блок реализует нелинейное усиление напряжения согласно полиному, который вы задаете. Порядок полинома должен быть меньше чем или равен 9, и коэффициенты упорядочены в возрастающих степенях. Если вектором 10 коэффициентов, [a 0, a 1, a 2, …, a 9], полином, который это представляет, является V = a 0 + a 1
V в + a 2
V в2+ ⋯ + a 9
V в9. В этом случае a 1 представляет линейный термин усиления, и моделирование терминов высшего порядка сделано согласно [1].
Например, вектор [a 0, a 1, a 2, a 3] задает отношение V = a 0 + a 1 V в + a 2 V в2 + ⋯ + a 3 V в3.
Конечные нули не использованы: если a 3 = 0, [a 0, a 1, a 2] задает тот же полином как [a 0, a 1, a 2, 0]. Значение по умолчанию этого параметра [0 1], соответствуя линейному отношению V o = V i.
Available power gain — Линейное усиление микшераdB (значение по умолчанию) | скаляр Линейное усиление микшера в виде скаляра в дБ. Задайте модули из соответствующего выпадающего списка.
Чтобы включить этот параметр, выберите Available power gain во вкладке Source of conversion gain.
Open circuit voltage gain — Усиление напряжения разомкнутой цепиdB (значение по умолчанию) | скаляр Напряжение разомкнутой цепи микшера в виде скаляра в дБ. Задайте модули из соответствующего выпадающего списка.
Чтобы включить этот параметр, выберите Open circuit voltage gain во вкладке Source of conversion gain.
Polynomial coefficients — Порядок полиномаПорядок полинома в виде вектора.
Порядок полинома должен быть меньше чем или равен 9. Коэффициенты упорядочены в возрастающих степенях. Если вектор имеет 10 коэффициентов, [a0,a1,a2, ... a9], полином, который это представляет:
Vout = a 0 + a 1Vin + a 2Vin2 +... + a 9Vin9
где a 1 представляет линейный термин усиления, и термины высшего порядка моделируются согласно [1].
Например, векторный [a0,a1,a2,a32] задает отношение Vo = a 0 + a 1V1 + a 2V12 + a 3V13. Конечные нули не использованы. Если a 3 = 0, то [a0,a1,a2] задает тот же полином как [a 0, a 1, a 2,0]. Значение по умолчанию этого параметра [0,1], соответствуя линейному отношению Vo = Vi.
Чтобы включить этот параметр, выберите Polynomial coefficients во вкладке Source of conversion gain.
Input impedance (Ohm) — Входной импеданс микшераВходной импеданс микшера в виде скаляра.
Output impedance (Ohm) — Выходной импеданс микшера (значение по умолчанию) | скаляр Выходной импеданс микшера в виде скаляра.
LO impedance (Ohm) — Импеданс в порте LO микшераinf (значение по умолчанию) | скаляр Выходной импеданс микшера в виде скаляра.
Noise figure (dB) — Фигура шума IEEE одно боковой полосы микшераdB (значение по умолчанию) | скалярФигура шума одно боковой полосы микшера в виде скаляра согласно IEEE® определение.
К шуму модели в модели конверта схемы с Noise, Amplifier или блоком Mixer, необходимо установить флажок Simulate noise в диалоговом окне блока Configuration.
Определение SSB IEEE принимает, что шум в полосе пропускания изображений во входе микшера отлично отклоняется, в то время как микшер внутренне генерирует шум и в полосе пропускания изображений и в полосе пропускания сигнала. В результате шум при выходе микшера является суммой двух вкладов:
где:
N является шумом при выходе микшера.
N в является шумом во входе микшера (принимающий, что шум в полосе пропускания изображений отлично отклоняется).
Микшер N является шумом, внутренне сгенерированным микшером и в сигнале и в полосах пропускания изображений.
Соединение G является усилением микшера.
В результате шумовой фактор согласно IEEE определение SSB может быть описан как
который связан с другими обычно используемыми определениями через
Можно применить IEEE определение SSB непосредственно, чтобы описать каскады смесителя при использовании формул Friis для бюджетного анализа ссылки. Используя другие определения требует изменения формул Friis. И блок Mixer в RF Blockset™ и приложение RF Budget Analyzer в RF Toolbox™ используют определение IEEE.
Аналитические отношения между этими тремя определениями позволяют вам симулировать уровень шума при выходе микшера. Например,
Если вы симулируете микшер RF Blockset без включения идеального фильтра отклонения изображений, то шум при выходе микшера больше, чем предсказанный шумовой фигурой, потому что шум в полосе пропускания изображений эффективно свернут на выходной сигнал.
Поэтому при генерации моделей, и Modulator и блоки Demodulator вставляют идеальный фильтр отклонения изображений автоматически. (Можно удалить фильтрацию в маске блока.)
Блок Noise Figure Testbench измеряет шумовую фигуру SSB и позволяет вам проверить, что у симулированной шумовой фигуры есть ожидаемое значение.
Если вы добавляете идеальный фильтр отклонения изображений в свою модель, то эффективная шумовая фигура сопоставима с аналитическим значением.
Если вы демонтируете фильтр отклонения изображений, или если вы используете фильтр с частичным отклонением, то измеренная шумовая фигура является более крупной, чем аналитическое значение.
Ground and hide negative terminals — Заземлите терминалы схемы RFon (значение по умолчанию) | offВыберите этот параметр, чтобы внутренне заземлить и скрыть отрицательные терминалы. Чтобы отсоединить отрицательные терминалы, очистите этот параметр. Путем представления этих терминалов можно соединить их с другими частями модели.
По умолчанию эта опция выбрана.
Nonlinear polynomial type — Полиномиальная нелинейностьEven and odd order (значение по умолчанию) | Odd orderПолиномиальная нелинейность в виде одного из следующего:
Even and odd order: Когда вы выбираете Even and odd order, усилитель может произвести второй - и частоты интермодуляции третьего порядка в дополнение к линейному члену.
Odd order: Когда вы выбираете Odd order, усилитель генерирует только нечетные частоты интермодуляции порядка.
Линейное усиление определяет линейный a 1 термин. Блок вычисляет остающиеся термины от заданных параметров. Этими параметрами является IP3, 1-dB gain compression power, Output saturation power и Gain compression at saturation. Количество ограничений, которые вы задаете, определяет порядок модели. Рисунок показывает графическое определение нелинейных параметров микшера.
Intercept points convention — Соглашение точек пересеченияOutput (значение по умолчанию) | InputСоглашение точек пересечения в виде Input- отнесенный или Output- отнесенный. Используйте эту спецификацию для точек пересечения, степени сжатия с 1 усилением дБ и степени насыщения.
IP2 — Точка пересечения второго порядкаinfdBm (значение по умолчанию) | скалярТочка пересечения второго порядка. заданный как скаляр. Значение по умолчанию inf dBm соответствует незаданной точке.
Чтобы включить этот параметр, выберите Even and odd order во вкладке Nonlinear polynomial type.
IP3 — Точка пересечения третьего порядкаinf dBm (значение по умолчанию) | скалярТочка пересечения третьего порядка в виде скаляра. Значение по умолчанию inf dBm соответствует незаданной точке.
1-dB gain compression power — Степень сжатия с 1 усилением дБinfdBm (значение по умолчанию) | скалярСтепень сжатия с 1 усилением дБ в виде скаляра. Точка сжатия с 1 усилением дБ должна быть меньше выходной степени насыщения.
Чтобы включить этот параметр, выберите Odd order во вкладке Nonlinear polynomial type.
Output saturation power — Выведите степень насыщенияinfdBm (значение по умолчанию) | скалярВыведите степень насыщения в виде скаляра. Блок использует это значение, чтобы вычислить точку насыщения напряжения, используемую в нелинейной модели. В этом случае первая производная полинома является нулем, и вторая производная отрицательна.
Чтобы включить этот параметр, выберите Odd order во вкладке Nonlinear polynomial type.
Gain compression at saturation — Получите сжатие в насыщенииinfdBm (значение по умолчанию) | скалярПолучите сжатие в насыщении в виде скаляра.
Чтобы включить этот параметр, выберите Odd order во вкладке Nonlinear polynomial type и наборе Output saturation power.
[1] Grob, Зигфрид и Юрген Линднер. “Деривация полиномиальной модели нелинейных усилителей”. Отдел информационных технологий, университет Ульма, Германия.
