В этом примере показано, как использовать Input port и блоки Выходного порта библиотеки RF Blockset™ Equivalent Baseband, чтобы преобразовать между безразмерными Сигналами Simulink и эквивалентными сгенерированными модулированными сигналами.
В общем случае сигналы в Simulink являются безразмерными, таким образом, их амплитуды не соответствуют особому напряжению или степени. Однако в системе RF, степень является количеством интереса. Когда вы используете блоки из библиотеки RF Blockset Equivalent Baseband в модели Simulink, необходимо задать, как программное обеспечение интерпретирует Сигналы Simulink, которые существуют вне контуров блоков Выходного порта и Input port. Программное обеспечение RF Blockset Equivalent Baseband предоставляет две возможности интерпретировать Сигнал Simulink: волна степени или напряжение. Амплитуда источника в Simulink определяет уровень мощности сигнала и влияет на степень сигнала и спектр мощности.
Все модели, используемые в этом примере, интерпретируют Сигнал Simulink как волну степени с размерностями
. Это означает для системы RF, исходный сигнал, сгенерированный регулярными блоками Simulink, обработан как инцидентная волна степени к системе RF, и выходной сигнал RF является переданной волной степени системы RF. Если вы принимаете решение интерпретировать Сигнал Simulink как напряжение, необходимо изменить модели путем рассмотрения воздействий импеданса, когда вы вычисляете степени. Для получения дополнительной информации смотрите, Преобразуют в и от Сигналов Simulink.
Эта часть примера показывает, как создать комплексный основополосно-эквивалентный Источник Белого шума. Этот тип источника полезен, например, как стимул для визуализации частотной характеристики системы RF. Используйте Случайный Исходный блок от подбиблиотеки DSP System Toolbox™ Sources, чтобы создать этот источник. В Случайном диалоговом окне Исходного блока, установленном параметр Сложности на Complex и в Отклонении параметр вводят желаемую шумовую мощность в ватты с помощью выражения power_in_watts.
Чтобы вычислить степень сигнала в dBm, используйте блок RMS (от подбиблиотеки DSP System Toolbox Statistics), сопровождаемый блоком Conversion дБ (от подбиблиотеки DSP System Toolbox Math Functions/Math Operations). В диалоговом окне блока Преобразования дБ набор Преобразует в параметр к dBm , Параметр Входного сигнала к Amplitude , и Нагрузочное сопротивление (Омы) параметр к 1 .
open_system('rfb_power_examples_white_noise')
Чтобы отобразить спектр мощности сигнала, используйте блок Spectrum Analyzer (от подбиблиотеки RF Blockset Circuit Envelope Utilities). Чтобы показать Настройки Спектра, в меню Spectrum Analyzer, выбирают View> Spectrum Settings или используют крайне левую кнопку на панели инструментов. Двухсторонний спектр проверяется по умолчанию в опциях трассировки. Это - желаемый частотный диапазон, потому что комплексное основополосно-эквивалентное представление переводит несущую частоту, чтобы обнулить герц. Реальные частоты выше и ниже несущей (i.e. выше и более низкие боковые полосы), представлены как положительные и отрицательные частоты, соответственно. Несколько опций Настроек Спектра (Тип, Окно, Модули, Метод усреднения, Средние значения) были изменены от их значения по умолчанию.
sim('rfb_power_examples_white_noise')
Кроме того, обратите внимание, что выбранный Тип Окна Spectrum Scope может влиять, как степень распределяется среди каналов, самых близких к фактической частоте. Например, если чистая синусоида падает между двумя каналами, вы, возможно, должны суммировать степень в одном или двух каналах любая сторона фактической частоты, чтобы определить точную общую степень.
Следующая модель, Комплекса Sine wave, показывает, как использовать степень установить амплитуду комплексного исходного блока синусоиды для системы RF. Комплексные источники синусоиды часто используются в основополосно-эквивалентных моделях Simulink. Этим источникам выводили следующий временной интервал:
signal(t) = amplitude * (cos(2*pi*f*t+phi)+j*sin(2*pi*f*t+phi))
Среднеквадратическая степень выхода, signal, amplitude^2.
В отличие от этого, временной интервал выход действительного источника синусоиды:
signal2(t) = amplitude * sin(2*pi*f*t+phi)
где среднеквадратическая степень signal2 amplitude^2/2, вдвое меньше чем это комплексной синусоиды с тем же amplitude.
bdclose('rfb_power_examples_white_noise'); open('rfb_power_examples_cis_wave.slx')
Используйте блок Sine Wave, чтобы создать комплексный источник синуса. В диалоговом окне блока, установленном Выходной параметр сложности на Complex и Амплитудный параметр к sqrt(power_in_watts). По умолчанию Спектр Анализатор отображает спектральную плотность мощности, нормированную к модульной частоте дискретизации в модулях dBm/Hertz. Для этого раздела Осциллограф Спектра отображает тон как положительную частоту (верхняя полоса стороны).
sim('rfb_power_examples_cis_wave')
Третья модель, Двухцветного Входа к Идеализированному Основополосному Нелинейному Усилителю, показывает, как блок Amplifier в библиотеке RF Blockset Idealized Baseband влияет на сигнал. В Усилителе диалоговое окно блока установило IIP3 (dBm) параметр к 20 dBm. В диалоговом окне блока Sine wave, установленном Амплитудном параметре на sqrt(10^((power_in_dBm - 30)/10)). Установка power_in_dBm = -10 в рабочем пространстве модели приводит к-10 dBm на тон. Обратите внимание на то, что мы должны использовать блок Matrix Sum с Суммой вдоль набора параметров к "строкам" после исходного блока, чтобы суммировать двухканальный выход источника. Без Суммы строки был бы создан двухканальный сигнал, все блоки в нисходящем направлении будут иметь два независимых канала, и никакое смешивание не произошло бы.
bdclose('rfb_power_examples_cis_wave'); open('rfb_power_examples_two_tone_math_amp.slx')
sim('rfb_power_examples_two_tone_math_amp')
Осциллограф Спектра отображает уровень мощности каждым тоном интермодуляции. Уровень мощности каждого:
-10dBm - 2*(20dBm - -10dBm) = -70dBm.
Как третья модель, четвертая модель, Двухцветного Входа к Эквивалентному Основополосному Нелинейному Усилителю, показывает, как блок Amplifier влияет на сигнал. Однако на этот раз мы используем блок S-Parameters Amplifier из библиотеки Equivalent Baseband RF Blockset. В отличие от Идеализированных Основополосных блоков, Эквивалентные Основополосные блоки позволяют вам устанавливать центральную частоту и импедансы. Таким образом, если вы хотите смоделировать систему RF на действительных частотах RF, загрузке и отражательных эффектах, мы рекомендуем эти физические блоки.
В этой модели мы устанавливаем несколько параметров на Z0:
Исходный параметр импеданса диалогового окна блока Input port
Ссылочный параметр импеданса диалогового окна блока Усилителя S-параметров
Загрузите параметр импеданса диалогового окна блока Выходного порта
bdclose('rfb_power_examples_two_tone_math_amp'); open('rfb_power_examples_two_tone_physical_amp.slx')
В блоке Input Port, набор Центральная частота (Гц) параметр к 2e9 (2 ГГц). Основополосные частоты двухцветного комплексного Сигнала Simulink составляют 200 кГц и 300 кГц. Таким образом, в системе RF (Эквивалентные Основополосные блоки, соединенные между Input port и блоками Выходного порта), действительный RF, двухцветные частоты составляют 2,0002 ГГц и 2,0003 ГГц. По умолчанию Осциллограф Спектра отображается в основной полосе. Чтобы отобразить желаемые тоны на уровне 2,0002 ГГц и 2,0003 ГГц (-10 dBm каждый) и тоны интермодуляции на уровне 2,0001 ГГц и 2,0004 ГГц (-70 dBm каждый), установите смещение отображения Частоты: параметр во вкладке "Axis Properties" к значению Центральной частоты, в этом случае это 2e9 (2 ГГц).
sim('rfb_power_examples_two_tone_physical_amp')
Блок Output Port позволяет вам создать бюджетный график ссылки для каскадов мультиблока. Эта функция позволяет вам визуализировать характеристики каскада ненавязчиво. Поэтому не обычно необходимо коснуться каскада RF Blockset Эквивалентные Основополосные блоки. Однако иногда полезно для этого, например, видеть модулируемый спектр в промежуточной точке. Итоговая модель Каскада Касания Эквивалентных Основополосных Блоков в RF Blockset, достигает этого с подсистемой, которая приблизительно моделирует реальный направленный разветвитель. Как с его реальным дубликатом, ответвление навязчиво в этом, оно представляет импеданс загрузки нисходящей части каскада, и оно управляет восходящим потоком, расстаются с исходным импедансом.
Дважды щелкните по подсистеме "По псевдо Направленному Разветвителю на 30 дБ", чтобы открыть его и видеть, как модель работает. Выходной порт и блоки Input port соответствуют импедансу ввода и вывода магистрали реального направленного разветвителя, соответственно. Однако поведение фазы реального направленного разветвителя 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']);
Первый Осциллограф Спектра показывает тоны интермодуляции после одного усилителя. Обратите внимание на то, что степень составляет 30 дБ вниз из-за характеристик "Псевдо Направленного Разветвителя на 30 дБ" подсистема. Вы могли калибровать это с блоком усиления, или даже изменить подсистему, чтобы смоделировать 0 потерь дБ "активный" направленный разветвитель.
open_system(['rfb_power_examples_tap_cascade/Spectrum',newline,'Analyzer 2']);
Второй Осциллограф Спектра показывает увеличенный уровень тонов интермодуляции после каскада двух нелинейных усилителей.
bdclose('rfb_power_examples_tap_cascade');