比较s参数的时域和频域仿真选项
这个例子展示了如何使用两种不同的选项来使用RF Blockset™电路信封库建模s参数。时域(rationalfit)技术创建了一个近似于整个数据范围的分析理性模型。这是一个较好的技术,当一个良好的配合可以实现与少量的杆。当数据有很多细节或高水平的噪声时,这个模型就会变得很大,模拟起来很慢。
频域技术基于卷积,其中基带脉冲响应取决于仿真时间步长和载频。
系统架构
该系统包括:
用Simulink模块建模的输入包络信号。输入信号是一个从0到1的斜坡
TF_RAMP_TIME
;的初值TF_RAMP_TIME
被设置为1 e-6
s.信号的载波频率为TF_FREQ
;的初值TF_FREQ
被设置为2.4 e9
赫兹。两个SAW滤波器,由使用相同数据文件的两个s参数块建模,
sawfilter.s2p
.块标记SAW滤波器(时域)
有其建模选项参数设置为时间域(rationalfit)
.块标记SAW滤波器(频域)
有其建模选项参数设置为频域
和自动估计脉冲响应持续时间检查。一个Scope块,显示两个s参数块的输出。
模型=“simrfV2_sparam_t_vs_f”;open_system(模型);
使用默认设置运行Simulation
类型
open_system(“simrfV2_sparam_t_vs_f”)
在命令窗口提示符。选择模拟>运行.
两种方法的结果非常接近。频域模型(紫色曲线)能更好地捕捉传递函数(稳态值)。
范围=[模型/范围的];open_system(范围);set_param(范围,“YMax”,“0.45”);set_param(范围,“YMin”,' 0 ');set_param(范围,“TimeRange”num2str (1.01 * TF_END_TIME));sim(模型);
运行模拟非常陡峭的斜坡
在前面的模拟中,包络线的上升时间TF_RAMP_TIME = 1 e-6
是否比载波信号的周期大好几个数量级T = 1/TF_FREQ = 4.1667e-10
.换句话说,信封比载体慢得多。当斜坡时间接近载波周期时,时域模型(黄色曲线)能更好地捕捉相应的时间效应。
要继续这个例子:
类型
TF_RAMP_TIME = 1 e-9;TF_END_TIME = 1 e;
在命令窗口提示符。选择模拟>运行.
TF_RAMP_TIME = 1 e-9;TF_END_TIME = 1 e;set_param(范围,“TimeRange”num2str (1.01 * TF_END_TIME));sim(模型);open_system(范围);
通过减小仿真的时间步长和手动设置脉冲持续时间,可以提高频域仿真的结果。
要继续这个例子:
类型
TF_STEP = 5平台以及;
在命令窗口提示符。取消自动估计脉冲响应持续时间的建模窗格中
锯滤波器(频域)
块,并指定脉冲响应持续时间为1 e -
.选择模拟>运行.
TF_STEP = 5平台以及;sparam_freq =[模型'/SAW滤波器(频域)'];set_param (sparam_freq“AutoImpulseLength”,“关闭”);set_param (sparam_freq“ImpulseLength”,“e - 1”);sim(模型);open_system(范围);
运行不同频率的模拟
有理函数近似不是精确的。要查看近似误差,双击“SAW Filter (time domain)”块。关于近似的信息出现在对话框“Modeling”窗格底部的“Rational拟合结果”下。
open_system([模型sprintf ('/SAW Filter(时域)')));
如需更多详情,请选择“可视化”面板,并单击“Plot”按钮。
rationalfit算法(虚线曲线)对于大多数频率都做得很好。然而,有时它不能捕捉到s参数数据的急剧变化。
simrfV2_click_dialog_button ('块参数:SAW滤波器(时域)',“PlotButton”);
相反,频域方法精确地再现了在所有载频(根据定义)下的稳态行为。运行以下的模拟TF_FREQ = 2.54 e9
在两种s参数方法之间产生了截然不同的结果。
要继续这个例子:
类型
TF_FREQ = 2.54 e9;TF_RAMP_TIME = 1 e-6;TF_STEP = 3 e-9;TF_END_TIME = 2.5 e-6;
在命令窗口提示符。选择模拟>运行.
在这种情况下,频域模型提供了原始数据更好的近似。
TF_STEP = 3 e-9;TF_RAMP_TIME = 1 e-6;TF_FREQ = 2.54 e9;TF_END_TIME = 2.5 e-6;set_param(范围,“YMax”,“1 e - 3”);set_param(范围,“TimeRange”num2str (1.01 * TF_END_TIME));sim(模型);open_system(范围);
运行模拟,脉冲持续时间设置为零。
有一个特例在实践中可能很有帮助。当s-parameters块的“脉冲响应持续时间”设置为零时,不再考虑输入的历史记录。尽管如此,该模型仍然正确地捕获了传递函数(稳态值)。这是在暂态效应可以忽略的情况下对理想器件进行建模的一种快速可靠的方法。
要继续这个例子:
指定
脉冲响应时间
的锯滤波器(频域)
块,0
.选择模拟>运行.
set_param (sparam_freq“ImpulseLength”,' 0 ');sim(模型);open_system(范围);
结论
在大多数实际的射频系统中,时域和频域技术给出了类似的答案。时域方法更好地捕捉了快速变化包络的时域效应,但依赖于原始数据的合理拟合近似。频域方法对仿真时间步长敏感;当时域模型不能提供很好的拟合时,建议使用此选项。
关闭gcf;bdclose(模型);清晰的模型范围;