Configuration
Настройки симуляции системы.
Тип: SubSystem
Путь в библиотеке:
|
Описание
Блок Configuration задает настройки для моделирования огибающей схемы. Параметры блока определяют атрибуты РЧ и решателя. Атрибуты РЧ включают такие свойства, как частота моделирования, порядок гармоник, полоса пропускания огибающей и тепловой шум. Атрибуты решателя включают типы анализа переходных процессов, допуски и аппроксимацию малых сигналов.
Симуляция переходного процесса с малым сигналом выполняет стационарное решение нелинейного гармонического баланса, чтобы определить рабочую точку для последующего линейного анализа переходного процесса. Эта опция позволяет зафиксировать правильное спектральное поведение малого сигнала, на который влияют большие постоянные (сверх несущей) сигналы.
Подключите один блок Configuration к каждой топологически отдельной подсистеме библиотеки РЧ компоненты. Каждый блок Configuration определяет параметры подключенной подсистемы библиотеки РЧ компоненты.
Иконка блока Configuration зависит от значения параметра Simulate noise.
Установлен флажок Simulate noise | Не установлен флажок Simulate noise |
---|---|
Порты
Ненаправленные
#
IN_1
—
входной сигнал
электричество
Details
Входной сигнал.
Имя для программного использования |
|
Параметры
Noise
# Simulate noise — моделирование шума
Details
Установите этот флажок, чтобы глобально включить моделирование шума в схемах библиотеки РЧ компоненты. Когда этот флажок установлен:
Чтобы глобально отключить моделирование шума, снимите этот флажок.
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Настраиваемый |
Нет |
Вычисляемый |
Да |
# Temperature, K — температура теплового шума
Details
Глобальная температура теплового шума, заданная в виде целого числа в К.
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Настраиваемый |
Нет |
Вычисляемый |
Да |
Spectrum
# Fundamental tones, Hz — основные тона набора частот симуляции
Details
Основные тона набора частот симуляции, заданные в виде вектора целых положительных чисел в Гц.
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Настраиваемый |
Нет |
Вычисляемый |
Да |
# Harmonic order — порядок гармоники для каждого основного тона
Details
Порядок гармоники для каждого основного тона, заданный в виде вектора целых положительных чисел. Вы также можете задать этот параметр в виде скаляра, тогда это значение будет применено к каждому значению Fundamental tones, Hz.
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Настраиваемый |
Нет |
Вычисляемый |
Да |
# Step size, s — временной шаг для конфигурации решателя с фиксированным шагом
Details
Шаг по времени для конфигурации решателя с фиксированным шагом, заданный в виде скаляра в секундах. Обратная величина временного шага определяет полосу моделирования огибающей сигнала, сосредоточенной вокруг каждой частоты моделирования.
Временной шаг моделирования огибающей цепи должен быть соизмерим с относительной шириной полосы сигнала, а не с абсолютным значением несущей частоты.
Значение по умолчанию достаточно для моделирования огибающей сигналов с полосой пропускания до , или 1
МГц. Точность симуляции снижается при моделировании вблизи максимальной полосы пропускания. Уменьшите размер шага, чтобы смоделировать сигналы с большей полосой пропускания или повысить точность.
Скорость симуляции обратно пропорциональна размеру шага симуляции. Меньший размер шага симуляции соответствует более широкой полосе пропускания огибающей и более медленному моделированию.
При моделировании белого шума полоса пропускания шума для каждой частоты моделирования равна .
Значение по умолчанию |
|
Имя для программного использования |
|
Настраиваемый |
Нет |
Вычисляемый |
Да |
Подробнее
Настройка и сложность симуляции
Details
Ключевыми параметрами при настройке моделирования на огибающей являются основной тон, порядок гармоник и размер шага. Чтобы ускорить симуляцию, можно поменять местами размер шага симуляции и общее количество частот симуляции.
Например, если есть два больших входных сигнала с полосой пропускания 100
МГц каждый, с центральной частотой 10
ГГц и 10.1
ГГц соответственно, то можно смоделировать эти два сигнала с помощью двух отдельных основных тонов [10 10.1]
ГГц. Каждый тон имеет порядок гармоник 3
(всего 25
частот симуляции), а размер шага симуляции равен 1/200
МГц = 5
нс.
Также можно настроить радиочастотную подсистему таким образом, чтобы оба сигнала находились в одной моделируемой полосе пропускания с центральной частотой 10.05
ГГц. В этом случае порядок гармоник устанавливается равным 3
(всего 4
частоты симуляции), а размер шага симуляции равен 1/400
МГц = 2.5
нс. Последняя конфигурация быстрее, так как количество частот симуляции меньше в 3
раза, а размер шага симуляции меньше только в 2
раза.
При настройке симуляции огибающей схемы избегайте наложения огибающих. Тепловой шум, генерируемый пассивными компонентами, учитывается отдельно в каждом поддиапазоне, что позволяет перекрывать отдельные огибающие.
Критерии для определения размера шага симуляции
Details
Размер шага симуляции должен быть достаточно мал, чтобы учесть полосу пропускания сигнала и внутриполосный рост спектра.
Например, комплексный входной сигнал имеет частоту дискретизации, равную 10
МГц. Минимальный шаг по времени, необходимый для моделирования этого сигнала, составляет 1/20
МГц = 50
нс. Вы можете использовать коэффициент передискретизации от 4
до 8
, что соответствует временному шагу симуляции от 25
нс до 12.5
нс. Это позволяет уловить рост спектра, вызванный нелинейными эффектами.
По умолчанию блок Configuration позволяет автоматически интерполировать базовый сигнал с меньшей частотой в радиочастотный сигнал с большей частотой. Если отключить это свойство, то рекомендуется использовать тот же размер шага, что и у входных сигналов. Входной порт передискретизирует входной сигнал с размером шага, указанным в блоке Configuration. Использование того же размера шага позволяет избежать нежелательных эффектов наложения спектров. Лучше всего повторно дискретизировать входные сигналы перед их импортом в библиотеку РЧ компоненты с помощью аналоговых (непрерывное время) или цифровых (дискретное время) интерполяционных фильтров.
Относительный допуск и абсолютный допуск
Details
Решатель огибающей цепи в библиотеке РЧ компоненты выполняет решение набора нелинейных уравнений на основе набора системных переменных. Эти системные переменные определяются из топологии схемы и частот симуляции. Относительный допуск и абсолютный допуск используются для того, чтобы свести ошибку сходимости системных переменных к минимуму. Количество итераций, используемых на каждом временном шаге, существенно влияет на скорость решений и на компромисс между точностью и скоростью. Этот компромисс регулируется критерием остановки итераций. Этот критерий остановки основан на трех подкритериях:
-
Сходимости к переменной ошибке:
где — системные переменные; — максимальная итерация.
-
Сходимости к ошибке остатка:
где представляет собой часть , исходящую из -ой ветви.
-
Максимальном количество итераций.
Остановите вычисления, если выполнены первые два подкритерия или выполнен последний подкритерий. Если выполнен только один из подкритериев, выдается ошибка о том, что нелинейный решатель не сработал.