Анализ частотной характеристики системы RF
Этот пример использует несколько методов, чтобы вычислить установившуюся частотную характеристику для основанной на фильтре системы RF, созданной из библиотечных блоков Конверта Схемы RF Blockset™. Первый метод выполняет статический анализ (гармонический баланс) на включении схемы из индукторов и конденсаторов. Второй метод делает симуляцию области времени с помощью подобной схемы, созданной с библиотечным блоком Фильтра. Третий метод упрощает анализ маленький сигнала, чтобы получить частотную характеристику системы фильтрации, которая показывает нелинейность в данной рабочей точке. Этот пример помогает вам подтвердить модель конверта схемы использование статического анализа в частотном диапазоне, симуляции области времени и маленьком анализе сигнала в случаях, где система показывает нелинейность.
Анализ частотного диапазона
model = 'simrfV2_ac_analysis';
open_system(model);
Система состоит из:
Непрерывный источник Волны и последовательный резистор, чтобы смоделировать источник напряжения с внутренним исходным импедансом.
Индуктор и Конденсаторные блоки, сконфигурированные, чтобы смоделировать третий порядок Чебышевский фильтр с центральной частотой 2,4 ГГц.
Блок Outport, сконфигурированный как датчик напряжения, чтобы измерить напряжение через нагрузочный резистор.
Блок Configuration, который настраивает среду моделирования огибающей схемы. Когда система линейна, гармонический анализ баланса сделан с одной частотой симуляции и соответствует анализу AC.
Введите
open_system('simrfV2_ac_analysis')в подсказке Командного окна.Дважды кликните блок пометил 'Specify Frequency Values', чтобы обеспечить вектор из частот.
Дважды кликните блок пометил 'Calculate Frequency Response', чтобы выполнить скрипт,
simrfV2_ac_analysis_callback, это анализирует модель на заданных частотах и строит ответ.
simrfV2_ac_analysis_callback([model '/Subsystem'], 'OpenFcn');
Сконфигурировать модель с библиотечными блоками конверта схемы для гармонического баланса:
В диалоговом окне Параметров конфигурации Модели, обнуленном параметр Времени остановки.
Используйте блок Continuous Wave, чтобы управлять системой.
Установите параметр Несущих частот в Непрерывной Волне, блоках Выходного порта и Основном Тональном параметре в Блоке Configuration к тому же вектору из частот.
Закройте открытую модель
bdclose(model)
Симуляция области времени
model = 'simrfV2_ac_analysis_tf';
open_system(model)
Система состоит из:
Случайный исходный генератор, который выводит непрерывный случайный сигнал.
Чебышевский фильтр создал использование библиотечного блока Фильтра и спроектировал с центральной частотой 2,4 ГГц и полосой пропускания 480 МГц.
Дискретный блок Transfer Function Estimator, чтобы просмотреть частотный диапазон выход симуляции области времени.
Спектр Анализатор, чтобы просмотреть вывод.
Просмотрите спроектированные параметры фильтра, используемые в маске блока Filter.
Просмотрите реализованный фильтр под маской блока Filter.
open_system([model '/Filter'],'force')
Симулируйте модель системы транспортировки.
sim(model,5e-5)
Сравните выходные параметры первой и второй модели.
bdclose(model)
Маленький анализ сигнала
model = 'simrfV2_ac_analysis_ss';
open_system(model)
Система состоит из:
Случайный исходный генератор, который выводит непрерывный случайный сигнал, который впоследствии ослабляется, чтобы гарантировать маленький вход сигнала.
Постоянный источник, добавленный к случайному источнику, чтобы определить нелинейную рабочую точку. Оба сигнала сосредоточены на уровне 2,4 ГГц.
Система RF, включающая два элемента; фильтр пилы создал использование библиотечного блока S-параметра с центральной частотой 2,45 ГГц и полосой пропускания 112 МГц и усилителем с 20 дБ доступного усиления степени и нелинейности, описанной точкой пересечения 3-го порядка 30dBm.
Дискретный блок Transfer Function Estimator, чтобы просмотреть частотный диапазон выход симуляции области времени, измеренной по несущей на 2,4 ГГц.
Спектр Анализатор, чтобы просмотреть вывод и сравнить его с сохраненными выходными данными.
Поскольку переходный сигнал мал, в то время как рабочая точка определяется на основе постоянных несущей больших сигналов, возможно использовать переходное приближение маленькое сигнала. В этом приближении нелинейное взаимодействие между переходными сигналами проигнорировано, однако нелинейное взаимодействие между постоянными несущей сигналами и его эффектом на маленьких сигналах получено точно. Маленький анализ сигнала включен во вкладке "Дополнительно" маски Блока Configuration.
Используя маленький анализ сигнала, подмножество полного набора несущих, используемых для решения для устойчивого состояния, может быть выбрано для переходной симуляции. В этом примере только 2,4 ГГц являются представляющими интерес для анализа переходных процессов. При сокращении количества симулированных несущих, ускоряет симуляцию. В этом случае маленькая симуляция сигнала больше чем в 15 раз быстрее, чем полная нелинейная основанная на конверте схемы симуляция. Сравнивание результатов симуляции маленьких сигнала с теми из полного моделирования огибающей схемы загрузило из файла, очевидно, что результаты практически идентичны.
sim(model)
Уменьшая степень рабочей точки в постоянном блоке из 0,5 ватт вниз, чтобы обнулить, система становится эффективно линейной. Сравнение между кривыми иллюстрирует эффект нелинейности на передаточной функции. Эти эффекты включают уменьшение в полную амплитуду из-за сжатия и расширения профиля фильтра в стороне более низкой частоты. Расширение может быть объяснено как результат кубического термина в ответе полинома усилителя, сворачивающем исходную частоту RF 2,4 ГГц назад на себя, но с частотной характеристикой, которая инвертируется вокруг ее центральной частоты, поскольку 2,4 ГГц достигнуты отражением от-2.4 ГГц. Поскольку фильтр Пилы сосредоточен на уровне 2.45 ГГц, инвертированная частотная характеристика сосредоточена на уровне 2.35 ГГц. Подведение итогов линейного и куба называет выражения эффектов расширенным профилем.
bdclose(model)
Ссылки
Людвиг, Райнхольд и Павел Бречко, проектирование схем RF: теория и приложения. Prentice Hall, 2000.
Масса А. Стивен, нелинейная микроволна и схемы RF. Дом Artech, 2003.
Смотрите также
Сравните опции симуляции времени и частотного диапазона для S-параметров