使用等效基带建模射频滤波器- MATLAB & Simulink - MathWorks日本金宝app

使用等效基带的射频滤波器模型

LC带通滤波器示例概述

在本例中，通过比较滤波器输入和输出的信号，对射频滤波器引起的信号衰减进行建模。

本例中使用的射频滤波器是带宽为200 MHz的LC带通滤波器，中心位于700 MHz。您使用一个三音调的输入信号来刺激滤波器的带内和带外频率范围。输入信号有以下音调:

700mhz -滤波器的中心
600mhz -滤波器通带的下边缘
900 MHz -在滤波器通带之外

您可以在500 MHz的带宽上模拟过滤器的效果。

选择块来表示系统组件

在示例的这一部分中，您选择块来表示输入信号、RF滤波器和信号显示。

您使用物理模型对射频滤波器进行建模子系统，它是一个或多个物理块的集合，由输入端口块和输出端口块组成。射频滤波器子系统由LC带通Pi块、输入端口和输出端口块组成。Input Port和Output Port块的功能是桥接模型的物理部分(使用双向RF信号)和模型的其余部分(使用单向Simulink)金宝app^®信号。

下表列出了代表系统组件的块以及每个块的角色描述。

块	描述
正弦波	产生一个三通道信号。
矩阵和	将三个通道信号组合成一个单一的三音源信号。
输入端口	建立射频滤波器子系统中所有块的公共参数，包括用于将Simulink信号转换为RF Blockset™等效基带物理建模环境的子系统的源阻抗。金宝app
LC带通Pi	模拟由射频滤波器引起的信号衰减，在本例中，是LC带通Pi滤波器。
输出端口	建立射频滤波器子系统中所有块的公共参数。这些参数包括子系统的负载阻抗，用于将RF信号转换为Simulink信号。金宝app
频谱分析仪	显示滤波器输入和输出端的信号。

构建模型

在示例的这一部分中，您将创建一个Simulink模型，向模型中添加块，并连接这些块。金宝app

使用下表所示的块创建一个模型。表的Library列指定每个块的分层路径。

块	库路径	数量
正弦波	DSP系统工具箱>来源	1
矩阵和	DSP系统工具箱>数学函数>矩阵与线性代数>矩阵运算	1
频谱分析仪	DSP系统工具箱>汇	2
输入端口	射频Blockset>等效基带>等效基带>输入/输出端口	1
LC带通Pi	射频Blockset>等效基带>梯过滤器	1
输出端口	射频Blockset>等效基带>输入/输出端口	1

按下图所示连接砌块。
有关连接物理和数学块的详细信息，请参见连接模型块．

现在可以指定块参数了。

指定模型参数

在本部分示例中，您指定以下参数来表示系统组件的行为:

输入信号参数

您使用两个块生成三音源信号。您使用正弦波块来生成复杂的三通道信号，其中每个通道对应不同的频率。然后，使用矩阵和块将通道组合成单个三音源信号。如果没有这个块，所有后续块中的信号将有三个独立的通道。

RF块集等效基带模拟算法要求您移动输入信号的频率。该软件使用复杂基带建模技术来模拟滤波器子系统，该技术自动转换滤波器响应并将其集中在零。您必须将物理子系统之外的信号频率平移相同的量。

有关复杂基带建模的更多信息，请参见创建复杂基带等效模型．

请注意

RF模型中的所有信号都必须是复杂的，以匹配物理子系统中的信号，因此您创建了一个复杂的输入信号。

LC带通滤波器的中心频率为700 MHz，因此您使用三音源信号，其音调比实际音调低700 MHz，分别为-100 MHz、0 MHz和200 MHz。

在正弦波块对话框中:
- 设置振幅参数1 e-6．
- 设置频率(赫兹)参数[-100 0 200]*1e6．
- 设置输出的复杂性参数复杂的．
- 设置样品时间参数1/500e6．
- 设置每帧样本参数128．
在矩阵和块对话框中:
- 设置求和参数指定的尺寸．
- 设置维参数2．

滤波分系统参数

在示例的这一部分中，您配置建模RF滤波器子系统的块输入端口，LC带通Pi,输出端口块。

“输入端口”块参数设置如下:
- 将输入的Simulink金宝app信号处理为＝入射功率波
  该选项告诉区块集将输入信号解释为射频子系统的入射功率波，而不是射频子系统的源电压。
  
  请注意
  
  如果使用该参数的默认值，则软件将输入的Simulink信号解释为源电压。金宝app因此，分别模拟输入端口和输出端口块的源和负载在所有频率上将6 dB的损耗引入物理系统。有关为什么会发生这种损失的更多信息，请参见转换为和从Simulink信号金宝app．
- 中心频率＝700年e6
- 取样时间(秒)＝1/500e6
- 输入处理＝列作为通道(基于帧)
- 清除添加噪声复选框，以便软件在模拟中不包括噪声。要了解如何对噪声建模，请参见模型噪声．
请注意

你必须进入取样时间(秒)因为输入端口块不从输入信号继承采样时间。指定的采样时间必须与输入信号的采样时间相匹配。的取样时间(秒)的1/500e6在本例中使用的秒相当于500 MHz的带宽。
接受LC带通Pi块中的电感和电容默认参数。这些参数创建一个带宽为200 MHz的滤波器，以700 MHz为中心。
接受Output Port块的默认参数，以使用50欧姆的负载阻抗。

信号显示参数

在这一部分的例子中，你指定:

设置频谱分析仪参数如下:
- 在视图选项卡检查光谱设置．在跟踪选项设置单位参数dBm．
- 在视图选项卡中打开配置属性．设置最低Y-limit参数-291年和最大Y-limit参数-67年．另外，设置轴标签参数dBm．
设置频谱分析仪1参数如下:
- 在视图选项卡检查光谱设置．在跟踪选项设置单位参数dBm．
- 在视图选项卡中打开配置属性．设置最低Y-limit参数-291年和最大Y-limit参数-67年．另外，设置轴标签参数dBm．

验证过滤器组件并运行模拟

在示例的这一部分中，您将通过绘制LC带通Pi滤波器块的频率响应来验证其行为，然后运行模拟。

请注意

当绘制关于物理块的信息时，该图将显示所选通频带上块的实际频率响应(即未移位频率上的响应)，而不是移位频率上的响应。有关这一转变的更多信息，请参见输入信号参数．

双击LC Bandpass Pi块，打开块对话框。
选择可视化选择并单击情节绘制滤波器的频率响应。这是S的大小₂₁作为频率的函数，频率表示滤波器的增益。

滤波器增益

请注意

物理块仅模拟物理分系统中心频率周围的频带。您必须选择采样时间和中心频率，使物理子系统的所有重要频率特性都落在这个频率波段内。该图显示了物理块建模的射频频谱部分滤波器的频率响应。在本例中，物理块模拟了一个以700 MHz为中心的500 MHz频段，由Input Port块定义。
在模型窗口中，单击运行运行模拟。

分析仿真结果

在示例的这一部分中，您将分析模拟的结果。本节包含以下主题:

比较射频滤波器的输入和输出信号

中，可以查看源信号和滤波后的信号频谱分析仪Windows，而模型正在运行。这些窗口在启动模拟时自动出现。

的频谱分析仪块显示移位(基带等效)频率的信号，而不是选择的通带频率。你可以重新标记x的-轴频谱分析仪窗口，通过输入来显示通带信号中心频率参数值700年e6(从输入端口块)频率显示偏移量(Hz)参数中的轴属性的标签。频谱分析仪块对话框。有关复杂基带建模的更多信息，请参见创建复杂基带等效模型．

的频谱分析仪块显示归一化到单位采样频率的功率谱密度。控件插入增益块以显示每个通道的功率获得参数设置为1 /√(N)在每个频谱分析仪块。N是通道数。增益块在金宝app>常用积木图书馆。

在这个例子中，N是128的值每帧样本正弦波块参数，128）.

请注意

等效基带信号表示振幅，而不是电压。这意味着在产品中，功率被定义为:

$P o w e r （我 n w 一个 t t 年代）＝ {［一个米 p l 我 t u d e （我 n v o l t 年代 / 年代问 r t （ o h 米））］}^{2}$