Глава 2. Практические занятия по моделированию аналоговых радиоустройств

Тема 4. Исследование смесительных каскадов

Содержание

  1. Пример формирования модели смесителя для спектрального анализа в режиме большого сигнала
  2. Пример анализа частотной зависимости коэффициента преобразования параметрическим методом
  3. Индивидуальное задание

1. Пример формирования модели смесителя для спектрального анализа в режиме большого сигнала

  1. Cформировать принципиальную схему устройства или параметризовать его функциональную модель (Mixer)
    Рис. 1
    Рис. 1
  2. Подключить к сигнальному и гетеродинному входам источники мощности гармонического воздействия (тип P1_tone группы Sources_Freq Domain) и параметризовать их:
    • частота гетеродина 1 ГГц;
    • частота сигнала 0.95 ГГц;
    • мощность гетеродина +10 дБм;
    • мощность сигнала -10 дБм.
    Рис. 2
    Рис. 2
  3. К выходу подключить Term- компоненту (50 Ом) из группы Simulation_HB и присвоить имя выходному узлу командой Name Node (например, Out)
    Рис. 3
    Рис. 3
  4. Разместить контроллер HB из группы Simulation_HB и установить следующие параметры:
    FREQ[1]=1 GHz (частота более сильного сигнала)
    ORDER[1]=8 (количество гармоник по гетеродину)
    FREQ[2]=0.95 GHz (частота слабого сигнала)
    ORDER[2]=2 (количество гармоник по сигналу)
    MaxOrder=8 (максимальный порядок учитываемых комбинаций)
    Установить опцию подключения метода Крылова опцией Solver>Krylov
    Рис. 4
    Рис. 4
  5. Запуск проекта на моделирование командой Simulate>Simulate.
  6. Просмотр спектра мощности сигнала (dBm) на выходе Out командой Window>New Data Display. Установка маркера (команда Marker) на выходную частоту (50 МГц) и определение коэффициента преобразования
    Рис.  5
    Рис. 5

Содержание


2. Пример анализа частотной зависимости коэффициента преобразования параметрическим методом

  1. Установить значение мощности входного источника P_LSB=-10 dbm. Остальные параметры источника (P, Freq) не параметризовать.
    Рис.  6
    Рис. 6
  2. В контроллере HB выполнить параметризацию:
  3. Cхемный проект для проведения анализа
    Рис. 9
    Рис. 9
  4. Запустить проект на анализ (Simulate>Simulate)
  5. В окне просмотра выходных результатов разместить блок Eqn и сформировать уравнение для расчета коэффициента преобразования. Здесь SM.OUT[0] - напряжение на выходе на нулевой частоте спектра, соответствующей разностной частоте (см. параметр Mix).
    Рис. 10
    Рис. 10
  6. Разместить прямоугольную систему координат. В поле Data Set and Equation выбрать Equation>Kp (ось ординат) . Выполнить команду Add Vs. Выбрать в качестве независимой переменной сначала имя проекта, а затем - переменную ssfreq (ось абцисс).
    Рис. 11
    Рис. 11
  7. Выполнить команды Ok.
  8. Полученный график частотной зависимости коэффициента передачи
    Рис. 12
    Рис. 12

Содержание


3. Индивидуальное задание

  1. Сформировать схему смесителя в схемном редакторе, приведенную ниже (рис. 13). Для сокращения времени подготовки можно не включать модели нерегулярностей.
    Обозначение на схеме
    Ширина МПЛ, мм
    Длина МПЛ, мм
    W1, W4
    0.5
    2.8
    W2, W3
    0.9
    2.75
    W5, W6
    0.1
    2.8
    W7, W8
    1.2
    2.7

    Рис. 13
    Рис. 13
    Параметры диодов VD1-VD2:
    Параметры сигналов:
    Параметры подложки:
    ток насыщения - 1нА;
    сопротивление потерь - 5 Ом;
    барьерная емкость при нулевом напряжении смещения - 0.012 пФ.
    Рс = -10 дБм
    Рг = +10 дБм
    fc = 9.95 ГГц
    fг = 10 ГГц
    =9,8
    H = 0.5 мм

  2. Смесительные диоды включаются в модель схемы следующим образом:
  3. Определить спектр мощности на выходе смесителя. Определить коэффициент преобразования смесителя и коэффициенты подавления входного сигнала и гетеродина на выходе схемы.
  4. Определить частотную зависимость коэффициента передачи в диапазоне изменения промежуточной частоты от 1 МГц до 10 МГц параметрическим методом

Содержание


Назад    Оглавление     Вперед