主要内容

创建自定义射频块集模型

这个例子展示了如何用Simscape®语言编写自己的RF Blockset™电路信封模型,用于复杂的基带仿真。射频电路包络复基带信号驻留在指定频率的载波上。当系统为非线性时,该基带信号将与其他信号调制。非线性示例是用Simscape Component块实现的,包括一个Simscape ssc文件来描述非线性电压多项式。

系统架构

该系统包括:

  • 输入电压信号,随时间线性增加,由Simulink Ramp块生成。

  • 射频块集输入块,以指定载波频率Input_Freq)的输入电压信号。这种设置允许观察不同输入设置下的系统非线性行为。

  • 一个自定义的非线性电压放大器(多项式电压控制电压源),用Simscape组件块建模。器件方程写在通带(时间)域,并假设瞬时电压V(t)和电流I(t)值。这些方程由射频块集包络解算器在通带和基带域(零和非零载频)进行解释。

  • 用于指定输出的Outport块载波频率Output_Freqs).输出载波频率是由于放大器非线性导致的输入频率的高次谐波(整数倍)。

  • 显示处输出电压的幅度的作用域Output_Freqs在输出端口块中指定的频率。

  • 负载电阻和接地节点需要使电路电气健全。通过结构,电阻值不影响输出电压。

  • 一个配置块,用于控制精确仿真和其他仿真特性所需的系统载波频率。

模型=“simrfV2_custom_polynomial”;open_system(模型);

检查模型

双击“自定义非线性”块或类型open_system((模型/自定义非线性的))在命令窗口中打开自定义非线性块掩码。

该文件simrfV2_custom_vcvs.ssc描述自定义设备。通过单击块掩码“源代码”链接或键入来查看源代码编辑simrfV2_custom_vcvs在命令提示符处。

复制文件simrfV2_custom_vcvs.ssc到具有写权限的目录,可以重命名和修改文件。点击块掩码“选择源”按钮,将当前设备实现替换为您的。使用面膜帮助按钮以获取更多信息。

上述方法使用Simscape Utilities库中的Simscape Component块来避免库构建过程。有关更多信息,请参见自定义组件

使用默认设置运行模型

对于本例,默认输入和输出频率设置为0结果是一个通带模拟。输入电压幅值随时间线性增加,Vin = t (t),自定义非线性关系输出电压(Vin)在作用域中显示。

在命令窗口中输入以下命令后,模拟模型

sim(模型);

观察由“自定义非线性”模型中指定的三次多项式产生的响应。饱和输出电压发生的时间0.7秒,对应输入电压0.7 V

输入载波非零的运行模型

输入载波频率设置为1 GHz输出频率的前五次谐波的输入频率。对于非零载波输入频率,射频块集将输入解释为复杂基带信号。这个复杂的基带信号只有指定的同相部分。

在命令提示符中输入以下命令:

Input_Freq = 1 e9;Output_Freqs = (1:5) * Input_Freq;sim(模型);

自从系数c0而且c2为零时,输出只有奇数次谐波(1 GHz3 GHz而且5 GHz)直到输出电压达到饱和。由于饱和效应,当输入电压值较大时,会引入其他谐波。

输出曲线、多项式系数和IP2/IP3/P1db系数之间的关系在文献[1,2]中有很好的研究。

结论

射频块集模型可以用Simscape语言写成时域电模型。模型方程可以包括许多类型的特征,例如导数和历史(在本例中没有显示)。与任何其他模型描述语言一样,建模师对模型的有效性负责:

  • 方程是一致的。

  • 这些方程不能是简并的、不稳定的或不连续的。避免负电阻,大非线性和急剧过渡。

  • 该模型在仿真过程中不会产生收敛误差。

参考书目

  1. Kundert,肯。IP2和IP3的准确快速测量设计师指南社区世界杯预选赛小组名单, 1b版本,2002年5月22日。

  2. 陈,杰西。“建模射频系统。”设计师指南社区世界杯预选赛小组名单,第一版,2005年3月6日。

bdclose(模型)

另请参阅

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