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混合模拟和数字信号

Idin他本周的选择是模拟/混合信号的例子通过迪克·本森嗨,我的名字是Idin,这是我作为客座博主的第一篇文章。我的背景是无线通信,这是我作为MathWorks应用工程师所支持的领域。金宝app在我读本科的时候,我偶尔开始使用MATLAB,但这些天,我的桌面上一直都有MATLAB。我主要关注Simulink和我们针对金宝app无线通信硬件的工具。通信系统(有线或无线)通常是模拟和数字组件的复杂组合。金宝appSimulink是可以在同一个系统中自然地模拟模拟和数字组件的一小组模拟器之一。这类系统的例子包括锁相环(锁相环)、时钟数据恢复(CDR),以及模数转换器(ADC).同时包括数字和模拟部分的组件被称为“混合信号”。本周的精选是我的同事迪克·本森(Dick Benson)创作的一系列例子。这是一组令人印象深刻的60+ Simulink模型,其中包括一金宝app个交错ADC,时钟相乘延迟锁环,NRZ数据的时钟恢复,锁相环,分数N锁相环,数字分数N锁相环,Sigma-Delta ADC,椭圆LC滤波器设计,RF示例,众多电路级示例,如开关电源,D类H桥式音频放大器,有源滤波器,无源滤波器和模拟矢量网络分析仪。我喜欢这些模型的原因是,它们通常展示了如何设计和模拟一个简单的系统,然后继续展示如何对现实世界的损害和缓解算法进行建模。因此,它们可以用来了解Simulink环境,以及正在建模的系统背后的理论。金宝app这些模型还包括许多可重用的模块,可以补充模拟/混合信号设计器的Simulink库。金宝app这些模块的一些例子是:带有用户定义相位噪声的VCO、模拟频谱分析仪、传递函数估计器、峰对峰抖动测量和开关电容电路。让我们看一看关于锁相环的模型集。我们可以从第一个模型Simple PLL开始,如下所示:该模型展示了一个简单的锁相环结构,将参考100MHz输入频率乘以8倍,在压控振荡器的输出端产生800MHz信号。如果按原样运行,输出频谱如下所示:注意这个音调的纯度(至少清晰到100dB)。这是一个理想系统的模型。在实际系统中,左上角的两个D触发器可能没有相同的切换特性(事实上,它们几乎肯定不会)。为了模拟这种行为,我们切换到“延迟不对称”块(红色块)。这模拟了系统中真正的损害,我们可以看到它对输出的影响:注意距离我们想要的载波100MHz处的两个马刺(这是参考输入信号的频率)。为了减轻这种损害,我们可以在VCO控制电压上引入一个低通滤波器(将开关SW2改为右边),这将导致以下输出:您可以看到我们现在已经过滤掉了+/-100MHz的马刺。然而,我们仍然允许一些噪声接近我们想要的载波。通过使滤波器更具侵略性,我们可以消除更多的噪声,但这将对我们的环路带宽产生负面影响(这与环路获得初始锁相或从失去锁相中恢复的能力有关)。这是典型的工程权衡:我们需要更大的环路带宽和更少的噪声。PLL设计师可以使用这样的模型来决定他/她将如何进行权衡。接下来的三种锁相环模型展示了更复杂的设计,它们将参考输入频率乘以一个非整数因子(称为分数n锁相环)。这两个具有“数字补偿”的模型突出了Simulink自然集成数字和模拟组件的能力,以及在输出端产生干净音调的金宝app实用技术(参见模型参考)。总的来说,无论您是经验丰富的锁相环设计师还是只是想了解锁相环,锁相环模型都是有用的。对于初学者来说,这些模型可以作为教程,并且由于动态模拟功能,它们可以用来显示不同的选择如何影响循环的行为。对于锁相环专家来说,这些模型展示了Simulink环境如何模拟锁相环,并研究任何设计师都金宝app必须做出的权衡取舍。 The models also provide a library of reusable components (especially for measurements) that can be used in any analog/mixed-signal model. This has been a great submission from Dick Benson who has 25+ years of experience in this field, and I encourage you to look at his other submissions for more great examples of how Simulink can be used for communication system simulations. As always, we welcome your评论!

使用MATLAB®7.12发布

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