从互感器中提取s参数

这个例子使用了:

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此示例演示如何从S-parameters构建用户定义元素并将其添加到rfbudget对象使用符号数学工具箱进行链接预算分析™．本例中用户定义的元素是互感器。

考虑如图1所示的互感器和电感器 $l_{一个}$ 而且 $l_{b}$ ．本示例使用符号数学工具箱提取互感器的分析s参数，并将其写入RF Toolbox™对象。从电路中提取s参数，请参见从电路中提取s参数．

图1:互感器

在射频工具箱中建模互感器的一种方法是将互感器绘制为T型配置的两端口电感器网络的等效物。这样的互感器如图2所示，具有互感 $米$ 耦合系数 $k$ ．互感由方程给出 $米＝ k \sqrt{l_{一个} \times l_{b}}$ 有关米而且k．当电感器之间存在强耦合时，T型配置中的电感器可能具有负值 $米$ 大于 $l_{一个}$ 或 $l_{b}$ ．

图2:互感器的t电路表示

以节点-分支形式表示电路

如在从电路中提取s参数例如，要从电路中提取s参数，您需要驱动一个端口，同时终止另一个端口。如图3所示。用本构方程和保守方程表示结点-分支形式的电路。有8个未知数，5个支路电流和3个节点电压。因此，节点形式有8个方程，分支有5个本构方程，节点有3个由Kirchoff电流定律得到的保守方程。电阻的本构方程是根据欧姆定律推导出来的， $V ＝红外$ 式给出了电感器的本构方程 $V ＝单反$ ,在那里年代是复频率。

图3:端口1驱动电流源互感器

信谊F信谊我(5 - 1)信谊V(3 - 1)信谊Z0拉磅米年代倪= 5;%支路电流数nV = 3;节点电压百分比% F =[功能性的;Fconservative]F = [V1 - Z0*I1 V1 - V2 - (La-M)*I3*s V2 -M *I4*s V2 - V3 + (Lb-M)*I5*s V3 - I2*Z0 I1 + I3 I4 - I5 - I3 I2 + I5]

F =
                  
                    $（ \begin{array}{c} V_{1} - 我_{1} Z_{0} \\ V_{1} - V_{2} - 我_{3.} 年代 (拉 - 米) \\ V_{2} - 我_{4} 米 年代 \\ V_{2} - V_{3.} + 我_{5} 年代 (磅 - 米) \\ V_{3.} - 我_{2} Z_{0} \\ 我_{1} + 我_{3.} \\ 我_{4} - 我_{3.} - 我_{5} \\ 我_{2} + 我_{5} \end{array} ）$

计算雅可比矩阵

确定关于未知数的雅可比矩阵，五个支路电流和三个节点电压。

J =雅可比矩阵(F，[I;V]);

求解s参数以便进一步分析

如从电路中提取s参数例如，创建右边，园艺学会矢量到驱动器和终止端口。

信谊园艺学会(倪+ nV 2)信谊xv年代t计算级联s参数Rhs (:，:) = 0;rhs(nI+1,1) = 1/Z0;% RHS驱动输入端口rhs(nI+nV,2) = 1/Z0% RHS驱动输出端口

rhs =
                  
                    $（ \begin{array}{c} 0 & 0 \\ 0 & 0 \\ 0 & 0 \\ 0 & 0 \\ 0 & 0 \\ \frac{1}{Z_{0}} & 0 \\ 0 & 0 \\ 0 & \frac{1}{Z_{0}} \end{array} ）$

由backsolving园艺学会，用雅可比矩阵求电压。

x = J \ rhs;v = x(nI+[1 nV]，:);S = (2*v - eye(2));

为RF工具箱创建对象

为了创建一个sparameters对象时，参数必须在一组频率上确定。为此，定义互感器的变量。如果您想测试变量的多个值并自动更新您的sparameters对象,使用数字滑块在控制下拉菜单住编辑器选项卡。然后，使用符号数学工具箱matlabFunction为了自动生成一个函数，mutualInductorS来计算一组频率下的解析s参数。最后，使用sparameters对象创建一个S-parameters对象。

matlabFunction(年代,“文件”，“mutualInductorS.m”，“优化”、假);La =0.000001；磅=0.000001；Z0 =50；k =0.763；M = k*((La*Lb)^(1/2));Freq = linspace(1e9,2e9,10);S = 2i*pi*freq;S_param = 0 (2,2,10);为index = 1: nummel (freq) s_param(:，:，index) = mutualInductorS(Lb,Lb,M,Z0,s(index));结束Sobj =参数(s_param,freq);

创建RF预算对象

使用一个rfwrite函数创建Touchstone®文件sparameters对象。

rfwrite (Sobj“mutualInductor.s2p”）;

创建一个nport对象。

N = nport(“mutualInductor.s2p”）;

提供nport对象作为的输入rfbudget对象。

B = rfbudget(n,2.1e9，-30,10e3);

在MATLAB命令窗口中键入此命令以打开互感器作为s参数元素射频预算分析仪应用程序。

显示(b)

使用此方法，您可以为RF预算分析构建自己的组件。