Дьяконов В.П. Matlab 6.5 SP1 7 0 Simulink 5 6 Обработка сигналов и проектирование фильтров 2005 (1245705), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Структура данных усилителя, оппсаииого К-парггме1тхсми 390 Глава б. Проектирование радиочастотных целей ЧЗИ1„:$ЕВ!Ве~:,я,;,;~4!, ! в)д! гз !аз !й'й1'Х"йе®Ф) 1.>.'.. )яе Гн=~ -1й Й еч Ф611Ырв Ф св ' Рне. б.34. Пример применения блоков входа/выхода В связи с этим в состав блоков паке~а КР В!еос!еве! введены особые согласуюшие блоки — рис.
6.3!. Блок !прце Рог! служит для подключения выхода обычного блока ко входу блока физических устройств пакета КР В!еосйве!. А блок Оцгрц! Роп служит для подключения выхода блока физических устройств пакета КР В!еоскве! ко входу обычного блока. Рис. 6.34 иллюстрирует применение этих несложных правил. 6.4.6. Визуализация графических характеристик блоков Некоторые блоки, например, усилители, характеризуются множеством графических характеристик, например, частотными характеристиками Я-параметров, передаточными характеристиками и т.
д, Для их построения на практике блок подключается к генератору испытательных сигналов и регистратору, например, вольтметру переменного напряжения. Испытания приходится проводить в широком диапазоне частот, что часто делает их нереальными из-за отсутствия необходимой измерительной аппаратуры. К тому же такая аппаратура для снятия специальных характеристик блоков !например, спектров или диаграмм Смита) очень дорога и есть далеко не во всякой радиотехнической лаборатории. Казалось бы эту проблему при математическом моделировании решить легко и примеры этого для пакетов расширения Яяпа! Ргосевв)пя Тоо!Ьох, Сонно! Бух!егп Тоо!Ьох и др.
неоднократно приводились. Однако для блоков физических устройств пакета КР Тоо!Ьох (даже при использовании блоков ввода/вывода) получить нужные характеристики не легко из-за больших различий в форматах используемых данных и сигналов. 391 6.4. Пакет расширения КР В(ос)сает В пакете КР В!ос(све! эта трудность преодолена за счет использования функций пакета КР Топ(Ьох.
При этом «тайныйа доступ к ним реализован прямо с окон задания параметровфизических блоков. Никаких программных фрагментовдля построения нужных характеристик писать или вводить в командном режиме не требуется. В справке по пакету КР В(ос)сзе! приводится множество примеров построения графических характеристик физических блоков. Мы ограничимся парой наглядных примеров, что позволит читателю самому выбирать и строить нужные графические зависимости.
Вернемся к модели, представленной на рис. 6.34 и попытаемся построить характеристики блока усилителя Сепега( Аар(!Вег. Для этого, прежде всего, надо остановить процесс моделирования, поскольку без этого изменения параметров в окне параметров усилителя будут невозможны.
На рис. 6.35 показана рассмотренная модель после остановки моделирования и вывода окна свойств усилителя— оно показано снизу и слева. аьжае ' м си . [3 ! ю ц (й ! х ца ю ! '! ' ' ! > ° Г|е Гич ча ) ! ц) т (3 са с ! ва Я ав э + Рис. 6.35. Пример построения частотной зависимости параметра 52! усилителя Чтобы построить ту или иную характеристику, нужно в окне параметров усилителя установить птичку в прямоугольнике опции Р(о! Гйе пегмог(с рапппе!ега оГ !Ь(а Ыоск (построить график параметра цепи для данного блока). При этом окажутся доступными установки для построения различных характеристик: ° Яоцгзе оГ Ггеоцепсе дага — источник для данных частоты (может быть КР0ага или заданный пользователем); а Р(о! гуре — тип графика (например, Хт' Р!ог, Ро(аг Р!о! и т.
д. всего более де- сятка видов графики, выбираемых из списка); ° Рагапзе!ег — параметр, график которого нужно отобразить; ° Роггпа! — формат (тип) графика, выбираемый из списка. Глава 6. Проектироватттте радиоттаситотных целей 0,5аыакО,'хаатт''О --'~ Р 'Р 1ы' ° 3 %тала в561тв т+ АМР ОМО РОЕ Ов Мт тмЕР г. Ом ч. т ' т е О ь'1 . вые .; а,е, °,ъ. МКЙП2ЙРч Йб;-: .'.: , О ЕА Фе! 515 Хт Оемеее Реее ет еьт ОРОАРА ь ~ 5 ь ОРООР и*А м м* е ОРОАтААО О 5 еь ете Ре РРОЯРА От От крее ' еме т ОО От Ре РРОАте МРО тле ~ ° е О 'е ь е РО 1Оептеа АЕХРО р птм т РР 'тет и ыхх тп Ой~ .Я О ПХО С*т те Ре ем О 55 О тО л Р $ООМ1 Г З3 О" О хм Х===РГ"- Рис. 6.36.
пример поп троешы псскопькпх тр к1ятчесхпх хттрхктсрист пх тхтзтто~ о Опдп На рис. 6.35 представлены установки лля построения графика частотной зависимости параметра 521 в прямоугольной системе координат. Сам график построен в нижнем правом углу. Д~ля его построения достаточно нттжать кнопку ОК окна параметров блока Оепега1 Атпр11йтсг.
Если надо на одном графикс построить более одтюй характеристики, совместимые по типу трафика, то досзагочно повторить проттедуру построения для друтих характеристик. Наконен, установив тип графика Соптрохйте 51ттга, можно построить в одном окне графика сразу несколько графиков разното типа — рис, 6.36. б.б. Примеры применения пакета ВР В1осКае1 6.5. 5. Сравнение реализаций усилителей Однои из проблем современной рттдиотех~тттки является искажение сигналов при их прохождеттии через нелинейные усилители. 51тт~тейньте усилители не вносят в спектр входного сигнала каких-либо новых спектральных составляющих. Однако таких усилителей на практике просто нет — любой реальный усилитель при больших сигналах становится ттелит~ейттьтхт.
Прелставляст интерес моделирование линейных и нелинейных усилителей. Такой пример есть в справке по пакету и его модель представлена на рис. 6.37. В данной диаграмме представлено по существу пять моделеи усилителей— два математических и три физн ~вских усттлителт~ (в терминах пакета КЕ В!ос1ве1). На вход усилителей подан даухчастотный сигнал. Результтпы моделирования представлены в виде спектрогралтм. Из левой снектрограммы отчетливо видно, 6.5.
Примеры примепеиия пакета Кар 'рргоегсьеу аю У В хе Ре с т е О~оеЫЫ, с с'аа''' с и ° ~йа ~сс ~~,1:"101'!:ф",55ф~д уи Саасрапаап ар яесргсгсега. ыпааг ее Яапгспеаг г яр чар е с гелерее сегал лага ! ! га',Пйу 1 у яр раус агесеаУ г С Сге Еее сус Г.ГОГС г аеас лаз у ~ах рр и Рис. 6.37.
'Я1одсль срввисссия усилителей Лр» Оас уе с асса гвеа таас тр й !00 68 В14 ил ат"'т Р1 ) ° Г ГЁ Ё2~1Б 00 д Ф " ~ ы 00 Ф бр ао ав ЛО -0,15 01,.005: О 0.05,, 0.1 0,15 Есеяеелсу [оиаг Рис. 6.38. Рсзулвипы иолелировыиы ироложлсстя лссуоосвстстггсосо сипсвлв 394 Глава 6. Проектирование радиочастотных цепей что спектр линейных усилителей повторяет спектр входного сигнала, а в спектре выходного сигнала нелинейных усилителей присутствуют сигналы, вызванные интермодуляционными искажениями. 5.5.2.
Моделирование фильтров на линиях передачи В диапазоне СВЧ-фильтры часто строятся на основе линий передачи, которые имеют простое конструктивное оформление. На рис. 6.39 представлена диаграмма модели, в которой задано построение двух полосовых фильтров разного порядка — третьего и четвертого. Порядок задает число ячеек линии, которое равно числу элементов векторов, задающих погонные параметры ~. и С для каждой ячейки линии. На рисунке представлено также окно задания параметров фильтра третьего порядка. Фильтры отличаются неравномерностью амплитудно-частотной характеристики и ослаблением в полосе пропускания. сь.сл х 3 ~к их ~ г гз~свйй(," ъвх~ з з) и ° ~оо Ги х Ч)дез лфг')$ьгйявзгФ Рис.
6З9. Молсль ллух полосоиых фильтров разного порядка на линиях передачи На рис. 6.40 представлено окно параметров для фильтра четвертого порядка. В нем включена опция вывода графических зависимостей для параметра Я2!— случай вывода композитного графика. Соответствующий график представлен на рис. 6.41 и показывает АЧХ и ФЧХ параметра и их представление в полярной системе координат и в виде диаграммы Смита.
Это еще раз иллюстрирует эффективность средств анализа радиочастотных устройств. Рис. 6.41 показывает пример моделирования еще трех полосовых фильтров— на основе комбинаций линий передачи разного и на основе нескольких и одной схемы общего типа Оепега! Сзгсцй Е!егпепп Под диаграммой модели представлены спектрограммы, демонстрирующие идентичность АЧХ этих фильтров.
Рекоменлу- 6.5. Примеры применении пикета ЯГ В!осйтет 595 И !Хромую~ оиргаеозгтгрхс гыь„ ,гз !юы оооьх Йоио г «3! '1 ь ' ° роо 1ййо -~! мг 31 д~ ф601!Оьгеа Ощ'.-'езаз 42,(Я~ х1 ОЬ,,ОФ ЧЬ !1еон Тех Ыхоге ° Еряо, ив ' ОО а 11 Е ~ М Ж Я РО Э! Ф ~ П Д ! и Н .о !4.Га 1 Х! О- °:... 70 К,,Ю гио1мн21 Рис. 6.40. Данные о частотной зависимости параметра $21 полосового фильтра четвертого порядка 1,~ЩЯзеа*!к!""'3'; "141 х1 С310062461раъиД:г'~ н е Гоо Гм"х -1!122ез'.ФФО11$ьаигФ42 Рис. 6.41.
Модель каскалных полосовых фильтров и фильтра на элементе С4ЕПЕГО! С1ГСН13 Е!Огпеп! , чо .20 .Бс'о ь' г" ьче3ает'; '.40 ,,Имоа 1.01Х гр Е14 ЬЮО. ! моеехх ОО псовом!!ОО ссо Опезхо! гми ко! ",'р!..:того . !, ив '-. 00 '' .0,,„..03'э ' -- . - ",,-,.-„.:...'г О!миг~ и 31НЬО10 40130 013 130!2 010 103!2.013! ' О ~ и'пооеееоорха 1 ге4оиь 1 ! ПБ 1:Т .144 е умен 3' РО Б10 БОБ Б! Бнеорх с ! 4 44 .Щ\ ~ .'Неюхк из ои О ' +РР.
1- 3ОО.. .РО.,;,,Л-"'зйО. ' ' т ! .Р;."..х-1 .;и ,'. 7" ' ра- 30 о -11 О Глава 6. Проектирование радиочаетоитньтх цепей ется детально познакомиться с окнами задания параметров элементов — прежде всего блока Сепега) С)гсшй Е!епте|п в третьем варианте фильтра. Еще один пример моделирования фильтров на отрезках линий передачи (обычных и микрополосковых) показан на рис. 6.42. На этот раз моделируется полосовой заграждающий фильтр. На спектрограмме представлен равномерный спектр входного сигнала (белого шума) и спектры сигналов на выходе фильтров, представляющие их АЧХ.
Рис. 6.42. Молель двух фильтров иа отрезкох линий перелачи Эти примеры дают достаточное представление о технике моделирования радиочастотных устройств диапазона СВЧ. 6.5.3. Моделирование многокаскадных радиочастотных систем Современные радиотехнические устройства обычно являются многокаскадными системами. Отдельные каскады включаются последовательно и, как правило, согласуются выбором одинаковых волновых сопротивлений по всему тракту таких устройств. Это предотвращает нежелательные отражения сигналов и способствует получению заданных характеристик устройств.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
