实验五电路包络仿真汇总Word下载.docx
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●作出载波和基带信号数据图形
●在频域和时域对数据组进行操作
1.创建一个PtRF源和特性放大器(behavioralAmp)……………………133
2.设置包络仿真控制器……………………………………………………133
3.仿真并作出时域响应图…………………………………………………134
4.在特性放大器中加入失真………………………………………………135
5.设置一个解调器和一个GSM源………………………………………137
6.设置带变量的包络仿真…………………………………………………138
7.仿真并对解调结果作图…………………………………………………138
8.用一个滤波器对相位失真进行仿真……………………………………139
9.仿真并作出输入和输出调制曲线………………………………………140
10.对具有GSM的amp_1900源进行仿真…………………………………140
11.作出GSM信号数据和频谱图……………………………………………141
12.选作—信道功率计算……………………………………………………145
步骤
1.创建一个PtRF源和特性放大器(behavioralAmp)。
a.在amp_1900任务中,新建一原理图并以ckt_env_basic命名.用下面的步骤建立一个电路图,如一下图所示。
b.从system-Amp&Mixers面板中,调出一个特性放大器(Amplifier)。
如下图设置S参数:
S21=l0dB,其相位为0度(dB和相位用逗号分开)。
S11和S22是-50dB(回波损失或失配衰减)和0度相位。
最后,S12也被设置为0,表明没有反向泄漏(reverseleakage)。
确保对S21,S11和S22使用dbpolar函数,如下图所示。
备注:
dbpolar函数是一个把幅度以dB和极化角为度表示的复数转换成用实部和虚部表示复数的函数。
c.插入一个PtRF-Pulse己调制源,并设置功率为P=dbmtow(0)和Freq=900MHz,同时,编辑下列设置并确保每一个设置的display框都打了勾:
OffRatio(超比率)=0,Delay(时延)=0ns,Risetime(上升时间)=5ns,Falltime(下降时间)=10ns,PulseWidth(脉冲宽度)=30ns和Period(周期)=100ns。
d.插入一个50Ω电阻,其节点名、接地和导线如上图所示。
2.设置包络仿真控制器
a.插入一个控制器并设置计算频率为900MHz,Order=l。
随后,你将加入失真和增加次数(order)。
b.设置stop=50ns.这个时间完全满足看到整个脉冲宽度,包括上升、下降时间和延迟。
c.设置step=lns。
这就表明信号每lns就进行一次抽样,所以总共有51个数据采样点。
3.仿真并作出时域响应图
a.仿真并查看状态窗口,你可看到程序在每个时间间隔都要计算一次直到50ns得到最后一个结果。
数据显示打开以后,在矩形图中作出Vin和Vout。
使其作为时域中载波的幅度。
(实验报告)
b.同时,用Advanced按钮加入第二条轨迹并键入表达式ts(Vout),这将形成一个复合波形。
在另外两个轨迹中,索引[1]给出了900MHz载波的幅度。
c.放两个Marker[标记]在图中,验证上升时间为5ns。
d.在一个单独的图中,再加入Vout(时域)的幅度。
现在,编辑图形,选择需要的轨迹并用TraceOption去掉索引[1]使其表达式为:
mag(Vout)。
同时,用PlotOptions关闭X轴自动刻度功能(X-axisAutoScale)。
对中间的轨迹,设置X轴范围从600MHz到1200MHz,如下图所示。
通过去掉索引值,你可以得到频域中基波的幅度。
增长箭头代表在上升时间(5ns)内脉冲载波增长的幅度。
e.下一步骤,插入一个列表(list)。
当对话框出现时,按Advanced按钮并输入表达式:
what(Vout),点击OK后你将看到对于Vout的依从属性。
其目的是为了表明在电路包络数据中存在时域和频域两种形式。
两个频率0(dc)和900MHz有51个时间点。
矩阵尺寸(MatrixSize)为1×
1矩阵(ADS称为标量)为参考,且数据是复数(900IMHz的幅度和相位)。
同时,mix表格包含了所有数据。
请试一试调入Mix表格并禁用表格格式来看其结果。
f.回到前面,设置时间间隔为10ns并仿真。
现在,观察你的曲线在低于取样时发生的变化。
当时间间隔大于上升时间,你得到的载波并不是正常的包络。
在图上,X轴范围已经变大,同时Marker位于0和10ns两点。
4.在特性放大器中加入失真
a.编辑放大器:
设置增益压缩功率(GainCompressionPower)=5(单位默认为dBm),增益压缩(GainCompression)=1dB,这些值仅仅用来表明这些设置起的作用,请确保这些设置处于显示状态。
b.设置CE(电路包络)控制器的Order=5并保持时间隔为10ns。
同时设置源的输入功率为l0dBm:
dBmtow(10)。
c.仿真并察看数据。
如果自动图形范围调整功能(autoscalar)打开,时域图将被调整。
在频域图上,设置x轴回到原来的自动刻度并如图放置Marker,在放置点由于放大器失真产生很大的奇次谐波(异相求和一summingout-of-phase)。
在包络振幅里,这个值比Vin或Vout的幅度小。
同时,因为取样很粗糙,包络形状不是很精确。
d.设置时间间隔为1ns并再次仿真。
刷新后,图形展示了正确的包络。
但是Vin和Vout仍旧比包络幅度大,这是由于压缩的原因。
为了证实这点,插入一个Vout的列表并且禁用(Suppress)TableFormat。
然后下拉滚动条至5ns数据处。
现在,你能看到3次谐波相位相差180°
,使得包络幅度小于基频幅度。
5.设置一个解调器和一个GSM源
关于GSM调制:
这是一种载波(典型值为900MHz)的相位调制,在这儿相位的变化表示为1或0。
a.从Source-Modulated(调制源)面板中,调出一个GSM源并在B点输出端输入管脚标注(节点名)bit_out如下图所示。
它看上去似乎没有连接好,但这是正确的。
同时,设置源F0=900M且Power=dbtow(10)。
同时,去掉压缩GainCompPower=(Blank)。
b.进入System-Mod/Demod面板并在原理图上放入两个解调器(demodulators):
FM_DemodTuned,如下图所示。
设置两个解调器的Fnom为90OMHz。
同时对每个输出端进行标注:
fm_demod_in和fm_demod_out,如下图所示。
这些将用来观察被解调的GSM信号(基带)。
关于解调器的备注—在这个例子中你可以用相位解调器,但是使用调频解调器会更容易。
如果设计解调器,可以运用这种典型的设计来测试电路。
另外,可以参照Example目录中的modulator/demodulator(调制/解调器)仿真的例子。
6.设置带变量的包络仿真
a.在原理图中插入一个VAR(变量)方程并设置stop和step时间,调制带宽(BW)大约为270KHz,如下图所示。
其中变量:
t_stop设置为大约l00μs。
用BW值作为分母很方便但并非必须。
取样率t_step为BW的5倍。
同时请注意ADS默认的包络时间单元(秒)不是特定的。
7.仿真并对解调结果作图
a.以数据组名ckt_env_demod仿真。
b.你前面的图并未建立显示该数据的设置。
因此,可在同一个数据显示的独立的图中用一个新的数据组名来保存数据。
作出两个FM节点的图作为时域基带信号(Basebandsignalinthetimedomain)。
这些轨迹将是实数,索引值为[0]。
解调器只有在基带(类似dc元件)才输出信号。
请注意因为没有失真所以两条曲线是一样的。
c.在一个独立图表中,作出bits_out的实部。
除了一些延迟,你应该看到001101010010的样式图。
8.用一个滤波器对相位失真进行仿真
a.在放大器中,设置GainCompPower(增益压缩功率))为5(即放大器输出功率为5dBm)同时设置GainComp=1dB。
b.确认GSM源功率设置为l0dBm。
c.在放大器和源之间插入一个Butterworth(巴特沃斯)带通滤波器,如下图所示。
这样因为只有窄带信号能通过放大器,所以这将造成一些失真,同时所有信号都能通过第一个解调器。
d.改变t_step为270KHz带宽的10倍:
t_step=l/(10*270e3)。
e.改变t_step分子为50(200us):
t-stop=50/(270e3)。
9.仿真并作出输入和输出调制曲线
你的图形应该显示与下图相似的从输入到输出的失真和时延。
10.对具有GSM的amp_1900源进行仿真
a.打开先前的原理图设计:
hb_2Tone,并以一个新的名称:
ckt_env_gsm保存。
b.删除以前所有的仿真控制器、变量等。
通过以下方式修改原理图:
1)插入一个Envelopeconroller(包络控制器),2)插入一个PtRF_GSM源,3)按下图创建VAR。
仿真元件和变量与最近一次包络设计相似。
因此,你可以在原理图上用Edit)Copy/Past创拷贝/粘贴)命令完成。
同时确保bit_out节点在GSM源上。
关于CE(电路包络)值设置的备注:
在本次仿真中,200us的t_stop(是前一次仿真的两倍)将给出一个更好的频谱分辨结果。
将t_step设置为带宽(BW)(270.833KHz)的整数倍。
总的来说,这样设置并不是必需的,但这可以让你对频率的相位有一个准确的计算。
同时,CE的开始时间(starttime)的默认值都是0秒,这个一般不要改动。
如要查看该设置,用Display栏并打开Start。
c.检查你的设置,然后仿真并查看状态窗口。
11.作出GSM信号数据和频谱图
a.在数据显示中,插入一个Vout列表,同时用PlotOptions设置Engineering的格式并勾上TransposeData,如右图所示。
现在,你可以看到在每个时间间隔CE计算每个频点的值。
滚动(Scroll)到最后你可以在最后一个t_stop时间点看到最后一个点的值。
b.用Kaiser窗口作出Vout的dBm载波频谱数据图。
放置两个Marker在GSM带宽(大约270kHz)两边来测量Bw。
这是中心频率附近的输出频谱。
Kaiser窗口将保证每一个和最后一个时间数据点为0;
这会改善所计算频谱的动态范围,同时一降低噪声基底。
关于混频器的CE的备注——通过对话框在缺省状态下Kaiser窗观察频谱数据。
它假设载波索引值是[1]。
但是对于一个混频器,你需要编辑轨迹并
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