射频系统中的模型放大器
射频模块集/电路包络/元件
使用放大器块模型线性或非线性放大器,有或无噪声。使用数据源定义放大器增益也定义了输入数据可视化和建模。使用主要标签参数指定放大器增益和噪声使用数据表值,标准s2p
文件、s参数或电路包络多项式系数。
除了从A放大器增益获得时,放大器实现为多项式,电压控制电压源(VCV)数据源
.VCVS包括使用参数描述的非线性非线性选项卡。为了模拟线性放大,放大器实现了这种关系V出=一个1*V在在输入和输出电压之间。输入电压为V我(t) =一个我(t)jωt,输出电压为Vo(t) =一个o(t)jωt在每一个运营商w= 2πfRF Blockset™环境。
如果放大器增益是从数据源获得的,则放大器的实现基于s参数数据。
非线性放大被建模为一个多项式(饱和功率自动计算)。它还产生额外的互调频率。
放大器块掩码图标是动态的,显示应用的噪声参数的当前状态。属性的状态不同,此块上的图标也不同噪声图(dB)块上的参数。
噪声图(dB):10 |
噪声图(dB):0 |
---|---|
|
|
放大器增益源
-放大器增益的源参数可用功率增益
(默认)|开路电压增益
|数据源
|多项式的系数
放大器增益的源参数,指定为下列参数之一:
可用功率增益
- - - - - -可用功率增益参数用于计算多项式VCVS的线性电压增益项,一个1.这个计算假定放大器有一个匹配的负载终止。
开路电压增益
- - - - - -开路电压增益参数作为多项式VCVS的线性电压增益项,一个1.
数据源
—当使用数据源选项时,年代11和年代22,作为输入和输出阻抗。数据源使用其中之一指定数据文件
或网络参数
或理性模型
,取决于值数据源
.
多项式的系数
-该块根据指定的多项式系数实现非线性电压增益
可用功率增益
-可用功率增益dB
(默认)|标量放大器的可用功率增益,单位为dB。从对应的下拉列表中指定单元。
若要启用该参数,请选择可用功率增益
在放大器增益源选项卡。
开路电压增益
-开路电压增益dB
(默认)|标量放大器的开路电压,用分贝作为标量。从对应的下拉列表中指定单元。
若要启用该参数,请选择开路电压增益
在放大器增益源选项卡。
数据源
——数据源数据文件
(默认)|网络参数
|理性模型
数据源,指定为下列之一:
数据文件
—带有扩展名的试金石文件的名称.s2p
.
网络参数
- - -提供网络参数数据,如的参数
,利用
,Z-parameters
与相应的频率和参考阻抗(欧姆)放大器。
理性模型
-提供价值残留,波兰人,直接引线与有理模型方程相对应的参数
在这个有理模型方程中,每一个Ck是极点的余量吗一个k.如果Ck复共轭时,还必须列举相应的复共轭极点和残数。这个对象有属性C
,一个
,D
.可以使用这些属性指定残留,波兰人,直接引线参数。
当放大器为非线性时,非线性仅适用于表示2端口单元的散射参数的S21项。在这种情况下,S21是频率无关的,其常数值要么是S21的最大值,要么是S21在用户指定的操作频率下的值。其他散射参数S11, S12, S22保持与线性情况下相同。
要启用该参数,请选择数据源
在放大器增益源选项卡。
多项式的系数
——多项式系数[0 1]
(默认)|向量多项式的阶数,指定为向量。
多项式的阶数必须小于或等于9。系数按升序排列。如果一个向量有10个系数,[
,它表示的多项式为:一个
0,一个
1,一个
2, ...一个
9]
V出=一个0+一个1V在+一个2V在2+……+一个9V在9
在哪里一个1表示线性增益项,高阶项按[1].
例如,向量[
指定的关系V出=一个0+一个1V1+一个2V12+一个3.V13..后面的零被省略。所以,一个
0,一个
1,一个
2,一个
3.][
定义了相同的多项式一个
0,一个
1,一个
2][
.该参数的默认值为[0,1],对应于线性关系V出=V在.一个
0,一个
1,一个
2,0)
要启用该参数,请选择多项式的系数
在放大器增益源选项卡。
网络参数类型
—网络参数类型的参数
(默认)|利用
|Z-parameters
网络参数类型,指定为的参数
,利用
,或Z-parameters
.
要启用该参数,请先选择数据源
在放大器增益源选项卡。然后,选择网络参数
在数据源选项卡。
输入阻抗(欧姆)
——输入阻抗50
(默认)|标量放大器的输入阻抗,用标量表示。
要启用该参数,请选择可用功率增益
,开路电压增益
,或多项式的系数
在放大器增益源选项卡。
输出阻抗(欧姆)
——输出阻抗50
(默认)|标量放大器输出阻抗,用标量表示。
要启用该参数,请选择可用功率增益
,开路电压增益
,或多项式的系数
在放大器增益源选项卡。
数据文件
—网络参数数据文件名称simrfV2_unitygain.s2p
(默认)|字符向量网络参数数据文件的名称,指定为字符向量。
要启用该参数,请先选择数据源
在放大器增益源选项卡。然后,选择数据文件
在数据源.
频率(dB)
—网络参数的频率1 e9赫兹
(默认)|标量|赫兹
|千赫
|兆赫
|GHz
网络参数的频率,指定为以Hz为单位的标量。
要启用该参数,请先选择数据源
在放大器增益源选项卡。然后,选择网络参数
在数据源.
参考阻抗(欧姆)
—网络参数参考阻抗50
(默认)|标量网络参数的参考阻抗,指定为标量。
要启用该参数,请先选择数据源
在放大器增益源选项卡。然后,选择网络参数
在数据源.
残留
-有理模型顺序的留数0
(默认)|向量有理模型的序留数,指定为向量。
要启用该参数,请先选择数据源
在放大器增益源选项卡。然后,选择理性模型
在数据源.
波兰人
-有理模型顺序的留数0
(默认)|向量按有理模型顺序排列的极点,指定为向量。
要启用该参数,请先选择数据源
在放大器增益源选项卡。然后,选择理性模型
在数据源.
直接引线
——直接引线{0 0:1 0}
(默认)|向量数组直接馈通,指定为数组向量。
要启用该参数,请先选择数据源
在放大器增益源选项卡。然后,选择理性模型
在数据源.
指定操作频率
-指定操作频率在
(默认)|从
选择此选项可指定操作频率。
默认情况下,不选择此选项。
要启用此参数,首先应该指定非线性多项式的系数
在放大器增益源.然后选择分片线性
或彩色的
在噪声分布在噪音窗格中。
操作频率
——操作频率0
(默认)|标量|向量操作频率,指定为以Hz表示的标量或向量。
要启用该参数,您应该首先选择指定操作频率.
接地和隐藏负极
-接地射频电路端子在
(默认)|从
选择此选项接地并隐藏负极端子。清除此参数以暴露负极。通过公开这些终端,您可以将它们连接到模型的其他部分。
默认情况下,选择此选项。
非线性多项式型
-非线性类型奇偶序
(默认)|奇怪的顺序
非线性类型,指定为奇偶序
或奇怪的顺序
.
当您选择奇偶序
,除线性项外,放大器还能产生二阶和三阶互调频率。
当您选择奇怪的顺序
时,放大器只产生奇数阶互调频率。
线性增益决定了线性一个1术语。该块从指定的参数计算剩下的项。这些参数IP3,1-dB增益压缩功率,饱和输出功率,饱和增益压缩.您指定的约束的数量决定了模型的顺序。图中给出了非线性放大器参数的图形定义。
拦截点会议
-截距点约定输出
(默认)|输入
截距点约定,指定a输入
提到,或者输出
引用公约。使用这个规格的截取点,1-dB的增益压缩功率和饱和功率。
IP2
-二阶截点正
dBm
(默认)|标量|W
|兆瓦
|瓦分贝
|dBm
二阶截距点,指定为标量。
要设置该参数,请选择奇偶序
在非线性多项式型.
IP3
-三阶截点正
dBm
(默认)|标量|W
|兆瓦
|瓦分贝
|dBm
三阶截距点,指定为标量。
1-dB增益压缩功率
- 1-dB增益压缩功率正dBm
(默认)|标量|W
|兆瓦
|瓦分贝
|dBm
1-dB增益压缩功率,指定为标量。
要设置该参数,请选择奇怪的顺序
在非线性多项式型.
饱和输出功率
-输出饱和功率正dBm
(默认)|标量|W
|兆瓦
|瓦分贝
|dBm
输出饱和功率,指定为标量。块使用这个值来计算非线性模型中使用的电压饱和点。在这种情况下,多项式的一阶导数是零,二阶导数是负的。
要设置该参数,请选择奇怪的顺序
在非线性多项式型.
饱和增益压缩
-饱和增益压缩正dBm
(默认)|标量|W
|兆瓦
|瓦分贝
|dBm
饱和时的增益压缩,指定为标量。
当非线性多项式型是奇怪的顺序
,指定饱和时的增益压缩。
要设置该参数,请先选中奇怪的顺序
在非线性多项式型.修改默认值饱和输出功率
指定操作频率
-指定操作频率在
(默认)|从
选择此选项可指定操作频率。
默认情况下,不选择此选项。
要启用此参数,数据源必须是非线性的或噪声应该是彩色的。
操作频率
——操作频率0
(默认)|标量|向量操作频率,指定为以Hz表示的标量或向量。
要启用该参数,您应该首先选择指定操作频率.
模拟噪声
-模拟热噪声在
(默认)|从
选择此参数,以模拟块参数或文件中指定的噪声。
如果噪声在.s2p
文件,然后用于模拟。
噪声类型
——噪声类型噪声图
(默认)|点噪声数据
噪音类型,指定为噪声图
或点噪声数据
.
噪声分布
——噪声分布白色
(默认)|分片线性
|彩色的
噪音分布,指定为:
白色
,谱密度是一个单一的非负值。噪声的功率值取决于载波的带宽,而带宽又取决于时间步长。这是一个不相关的噪声源。
分片线性
,谱密度是一个值矢量[p我].对于每个载波,噪声源表现为白色的不相关噪声。噪声源的功率与载波有关。
彩色的
,取决于载波和带宽。这是一个相关噪声源。
噪声图(dB)
——噪声图噪声系数,以分贝为单位指定的标量。
频率
——频率数据0
赫兹
(默认)|标量|向量频率数据,指定为以赫兹为单位的标量或矢量。
要设置该参数,请先选中分片线性
或彩色的
在噪声分布.
最小噪音系数(dB)
-最小噪音数值0
(默认)|标量|向量最小噪声值,以分贝为单位指定为标量或矢量。
要设置该参数,请先选中点噪声数据
在噪声类型.
最佳的反射系数
-最佳反射系数0
(默认)|标量|向量最佳反射系数,指定为标量或向量。
要设置该参数,请先选中点噪声数据
在噪声类型.
等效归一化噪声电阻
-等效归一化噪声电阻0
(默认)|标量|向量用标量或矢量表示的等效归一化噪声电阻。
要设置该参数,请先选中点噪声数据
在噪声类型.
自动估计脉冲响应时间
-自动估计脉冲响应时间在
(默认)|从
选择此参数可自动计算频率相关噪声的脉冲响应。清除此参数以手动指定脉冲响应持续时间脉冲响应时间.当放大器是非线性的时候,你不能指定脉冲响应,因为在这种情况下噪声被模拟为白噪声。
要设置该参数,请先选中彩色的
在噪声分布.
脉冲响应时间
-脉冲响应持续时间1平台以及
年代
(默认)|标量用于模拟频率相关噪声的脉冲响应持续时间,指定为以秒为单位的标量。如果放大器是非线性的,就不能指定脉冲响应。
要设置此参数,请先清除自动估计脉冲响应时间.
建模选项
——模型的参数时域(rationalfit)
(默认)|频域
s型参数,具体为:
时域(rationalfit)技术创建了一个分析理性模型,近似整个范围的数据。建模时使用时间域
,情节在可视化
选项卡绘制中定义的数据数据源
和里面的值rationalfit
函数。
频域独立地计算每个载波频率的基带脉冲响应。这种技术是基于卷积的。有一个选项来指定脉冲响应的持续时间。有关更多信息,请参见比较s参数的时域和频域仿真选项.
为放大器和的参数块,默认值为时间域(rationalfit)
.为输电线路块,默认值为频域
.
要设置该参数,请先选中数据源
在放大器增益源.这个选择激活了建模选项卡包含建模选项
合适的选项
-合理的拟合选项适合单独
(默认)|按柱分享杆
|分享所有的波兰人
合理的适合选项,指定为适合单独
,按柱分享杆
,或分享所有的波兰人
.
合理的拟合结果显示的值独立拟合数,所需极点数,相对误差(dB).
要设置该参数,请选择时间域(rationalfit)
在建模选项.
期望相对误差(dB)
-合理拟合可接受的相对误差-40
(默认)|标量合理拟合可接受的相对误差,指定为标量。
要设置该参数,请选择时间域(rationalfit)
在建模选项.
自动估计脉冲响应时间
-自动计算脉冲响应在
|从
选择此参数可自动计算脉冲响应。清除此参数以手动指定脉冲响应持续时间脉冲响应时间.
要设置该参数,请选择频域
在建模选项.
脉冲响应时间
-脉冲响应持续时间1平台以及
(默认)|标量脉冲响应持续时间,指定为标量。
要设置该参数,请先选中频域
在建模选项.然后,明确自动估计脉冲响应时间
.
只使用适当延迟的s参数幅值
-只使用s参数大小和适当的延迟从
(默认)|在
选择此参数为s参数相位,并将脉冲响应延迟一半长度。该参数仅适用于在时域建模的s参数数据。您可以通过指定幅值来使用它来塑造带有过滤效果的光谱内容。
请注意
这个参数给系统引入了一个人工延迟。
频率数据源
-频率数据源从数据源提取
(默认)|用户定义的
频率数据源,具体为:
当频率数据源是从数据源提取
,数据源必须设置为数据文件
.验证指定的数据文件包含频率数据。
当频率数据源是用户指定的
中指定一个频率矢量频率数据参数。另外,从相应的下拉列表中指定单元。
要设置该参数,请先选中数据源
在放大器增益源.这个选择激活了可视化选项卡包含频率数据源
频率数据
-频率数据范围[1 e9:1e6:3e9]
(默认)|向量|赫兹
|千赫
|兆赫
|GHz
频率数据范围,指定为矢量
情节类型
-数据图的类型x - y平面
(默认)|极地的飞机
|Z史密斯圆图
|Y史密斯圆图
|ZY史密斯圆图
要使用指定为以下其中之一的数据生成的数据图类型:
x - y平面
-生成你的数据与频率的笛卡尔图。要创建线性、半对数或对数-对数图,设置轴的规模和轴的规模相应的行动。
极地的飞机
-生成数据的极坐标图。块只绘制与指定频率相对应的数据范围。
Z史密斯圆图
,Y史密斯圆图
,ZY史密斯圆图
-生成一个史密斯®图表。块只绘制与指定频率相对应的数据范围。
参数1
-要绘制的s参数类型S11
(默认)|S12
|S21
|S22
|NF
要绘制的s参数的类型,指定为S11
,S12
,S21
,或S22
.当噪声是频谱的时候NF
策划是可能的。
要启用NF
,设置噪声类型来噪声图
并选择应用.
参数2
-要绘制的s参数类型没有一个
(默认)|S11
|S12
|S21
|S22
|NF
要绘制的s参数的类型,指定为S11
,S12
,S21
,或S22
.当噪声是频谱的时候NF
策划是可能的。
要启用NF
,设置噪声分布来分片线性
或彩色的
并选择应用.
Format1
——情节格式级(分贝)
(默认)|级(线性)
|角(度)
|真正的
|虚构的
绘图格式,指定为级(分贝)
,角(度)
,真正的
,或虚构的
.
要启用该参数,请设置情节类型来x - y平面
.
Format2
——情节格式级(分贝)
(默认)|级(线性)
|角(度)
|真正的
|虚构的
绘图格式,指定为级(分贝)
,角(度)
,真正的
,或虚构的
.
要启用该参数,请设置情节类型来x - y平面
.
轴的规模
——轴规模线性
(默认)|对数
y轴比例,指定为线性
或对数
.
要启用该参数,请设置情节类型来x - y平面
.
轴的规模
——轴规模线性
(默认)|对数
x轴比例,指定为线性
或对数
.
要启用该参数,请设置情节类型来x - y平面
.
情节
-绘制指定数据使用绘图按钮绘制指定的数据。
噪声数字仅代表了噪声信息(点噪声数据)的一个子集,需要充分描述一个双端口设备的噪声行为。当只指定噪声系数时,RF块组放大器以下列方式定义点噪声参数:
当源阻抗与参考阻抗匹配时,放大器显示指定的噪声系数( ).
射频块组放大器中的噪声表示为在无噪声双端口输入端口的两个相关噪声源:
噪声源的方差和相关性由abcd相关矩阵控制:
这是由可测量的数量决定的:
NF最小值-最小噪音数值
Rn-等效噪声电阻
Y选择-最佳源导纳
k -玻尔兹曼常数
T -噪声温度,单位为开氏度
.
上述数量是在放大器中规定的噪声数据部分.s2p
文件或直接作为屏蔽参数在噪声窗格。在这两种情况下:
NF最小值是用分贝规定的吗
Rn为等效归一化电阻,RN(RnZ =0RN
).
Y选择用最优反射系数Γ选择(Y选择= Y0(1 -Γ选择) /(1 +Γ选择)
).
在上面的,Z0Y = 1 /0
是真实的参考阻抗。如果放大器增益源是数据源
时,参考阻抗在.s2p
文件或放大器掩模。否则,参考阻抗为50欧姆。
放大器的噪声因子F受噪声源阻抗Z的影响年代,由abcd相关矩阵确定:
噪声系数NF是通过以下方法从噪声因子中得到的:NF = 10日志(F)
.
行为在R2021b中改变
从R2021b开始放大器块图标已更新。块图标现在是动态的,并显示噪音参数的当前状态。
当您打开在R2021b之前创建的包含放大器块,该软件将块图标替换为R2021b版本。
[1]冈萨雷斯,吉尔勒莫。“微波晶体管放大器:分析与设计”,恩格尔伍德克利夫斯,N.J: Prentice-Hall, 1984。
格罗布,齐格弗里德和于尔根·林德纳。非线性放大器的多项式模型推导,信息技术部,德国乌尔姆大学。
[3] Kundert,肯。“准确、快速地测量IP2和IP3.”,设计师引领社区,版本1b, 2002年5月22日。http://www.designers-guide.org/analysis/intercept-point.pdf。
[4] Pozar, David M.,“微波工程”,Hoboken NJ: John Wiley & Sons, 2005。
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