主要内容

射频系统的频率响应分析

这个例子使用了一些技术来计算一个基于滤波器的RF系统的稳态频率响应,该系统是由RF Blockset™电路包络库块构建的。第一种技术对由电感和电容组成的电路进行静态分析(谐波平衡)。第二种技术使用滤波器库块构建的类似电路进行时域仿真。第三种技术便于小信号分析,以获得滤波系统的频率响应,在给定的工作点显示非线性。本例帮助您验证电路包络模型,使用静态分析在频域,时域仿真,和小信号分析情况下的系统显示非线性。

频域分析

模型=“simrfV2_ac_analysis”;open_system(模型);

系统包括:

  • 一个连续波源和一个串联电阻来模拟具有内部源阻抗的电压源。

  • 电感和电容模块配置为模拟中心频率为2.4 GHz的三阶切比雪夫滤波器。

  • 一种配置为电压传感器的输出模块,用于测量负载电阻上的电压。

  • 一个组态块,它建立了电路包络仿真环境。由于系统是线性的,谐波平衡分析是在单一模拟频率下进行的,对应于交流分析。

  1. 类型open_system(“simrfV2_ac_analysis”)在命令窗口提示符。

  2. 双击标记为“指定频率值”的块以提供频率矢量。

  3. 双击“计算频率响应”块来执行脚本,simrfV2_ac_analysis_callback,分析了特定频率下的模型,并绘制了响应图。

simrfV2_ac_analysis_callback([模型/子系统的],“OpenFcn”);

为谐波平衡配置一个带有电路包络库块的模型:

  • 在“型号配置参数”对话框中设置停止时间参数为零。

  • 使用连续波块驱动系统。

  • 设置载波频率参数,Outport块和基本色调参数在配置块相同的频率矢量。

关闭打开的模型

bdclose(模型)

时域仿真

模型=“simrfV2_ac_analysis_tf”;open_system(模型)

系统包括:

  • 一种输出连续随机信号的随机信号源发生器。

  • 使用滤波器库块构造的切比雪夫滤波器,中心频率为2.4 GHz,带宽为480mhz。

  • 离散传递函数估计块以查看频域输出的时域仿真。

  • 频谱分析仪查看输出。

查看filter块掩码中使用的过滤器设计参数。

查看filter块掩码下实现的过滤器。

open_system([模型“/过滤器”],“力”

模拟传输系统模型。

sim(模型、5 e-5)

比较第一个和第二个模型的输出。

bdclose(模型)

小信号分析

模型=“simrfV2_ac_analysis_ss”;open_system(模型)

系统包括:

  • 一种随机源发生器,它输出一个连续的随机信号,该信号随后被衰减以确保输入信号小。

  • 将一个恒定的源加到随机源上,以确定非线性工作点。两个信号的中心都是2.4 GHz。

  • 一种包含两个元件的射频系统;一种中心频率为2.45 GHz、带宽为112 MHz的s参数库块结构的锯波滤波器和一个可用功率增益为20dB、非线性由三阶截距点30dBm描述的放大器。

  • 离散传递函数估计块查看频域输出的时域仿真测量超过2.4 GHz载波。

  • 频谱分析仪查看输出,并将其与保存的输出数据进行比较。

由于暂态信号很小,而工作点是根据载波常数大信号确定的,因此可以使用暂态小信号近似。这种近似方法忽略了瞬态信号之间的非线性相互作用,而准确地捕捉了载波常数信号之间的非线性相互作用及其对小信号的影响。在配置块掩码的高级选项卡中启用小信号分析。

利用小信号分析,可以选择用于稳态解的完整载波集的一个子集进行暂态仿真。在本例中,只有2.4 GHz对瞬态分析有意义。减少模拟载波数量,加快模拟速度。在这种情况下,小信号仿真比基于全非线性电路包络的仿真快15倍以上。将小信号仿真结果与加载文件的全电路包络仿真结果进行比较,结果基本一致。

sim(模型)

将恒功率块的工作点功率从0.5瓦特降至零,系统有效地变成线性。通过曲线的比较,说明了非线性对传递函数的影响。这些影响包括压缩导致的整体振幅下降和低频侧滤波器轮廓的拓宽。扩宽可以解释为放大器多项式响应的立方项折叠原来的射频频率2.4 GHz回到自己,但频率响应翻转其中心频率,因为2.4 GHz是由-2.4 GHz反射达到的。由于Saw滤波器的中心为2.45GHz,翻转频率响应的中心为2.35GHz。把线性项和正方体项相加得到一个加宽的轮廓。

bdclose(模型)

参考文献

路德维希,莱因霍尔德和帕维尔·布雷奇科,射频电路设计:理论与应用.普伦蒂斯·霍尔出版社,2000年。

质量a .斯蒂芬非线性微波与射频电路.Artech房子,2003。

另请参阅

比较s参数的时域和频域仿真选项