发射信号的时域特性仿真
发布时间:2008/12/17 0:00:00 访问次数:746
1.仿真模型总体结构分析
读写器电路的模块包括:(1)信号源,用于产生读写器发射所需要的编码,产生伪随机编码,其关键参数是编码方式和数据速率;(2)升余弦滤波器,用于对发射基带信号进行波形整形,其关键参数是采样率、延迟时间和滚降因子;(3)调制深度控制模块,用于控制发射电路的调制深度;(4)iq失配,在发射电路中加入幅度和相位失配系数,其关键参数是iq两路的增益差和相位差:(5)上变频器,用于控制发射电路的调制方式,包括单边带调制、双边带调制以及无调制载波,其关键参数是混频器的线性度和噪声系数;(6)功率放大器,其关键参数是增益、线性度和噪声系数;(7)带通滤波器,关键参数是带通滤波器的q值和带宽;(8)接收电路低噪声放大器,当发射电路到接收电路之间的隔离度较高时,采用低噪声放大器,当隔离度较低时,为了保证接收电路的动态范围,直接接旁路低噪声放大器,采用可变增益的方式来实现,其关键参数包括增益、噪声系数和线性度;(9)下变频器,其关键参数包括增益、噪声系数和线性度;(10)低通滤波器,抑制带外噪声、杂散频率,其关键参数为带宽和阶数:(11)基带增益,提供一个合适的增益,其关键参数是增益。
2.iso 18000-6 type a协议下的高频接口仿真
iso 18000-6 type a协议规定读写器发送的数据编码为脉冲间隔编码(pie coding),即通过定义下降沿之间的不同宽度来表示不同的数据信号。编码后的基带数据命令信号进行ask(振幅键控)调制,调制深度为30%。用二进制序列{an}表示基带数据命令,经ask调制后得到的调制信号为:
其中acosωct为调制载波,n为调制深度。在type a协议中,规定n=30%。
图1为高频接口系统的simulink仿真结构图。
图1 iso 18000-6 type a协议simulink仿真系统结构图
iso 18000-6 type a型读写器高频发射接口由pie脉冲间隔编码、ask调制(调制深度30%)和功率放大三部分组成。这里加入解调部分是为了更好地反映数据流变化。mcu发出的原始数据或命令由脉冲发生器(pulse generator)模拟产生。分析完pie编码规则后,根据编码前后波形变化的逻辑关系,利用逻辑门实现pie编码。编码基带信号经载波ask调制,再进行功率放大,形成最终的发射信号。在解调部分,发射信号与载波同频信号经下变频器、低通滤波器形成解调信号,再由电压比较器对解调信号进行整形,得到最终的接收编码信号。
(1)主要功能模块说明
①正弦波发生器(sine wave)
双击正弦波发生器,则会看到如图2所示的block parameters:sine wave对话框。该对话框分为两部分,上面一部分描述了该对话框的作用;下面一部分设置了模块的参数,依据sine type选择的曲线类型的不同,相应的模块参数也有所不同。事实上,这个模块可以产生两类正弦曲线:基于时间模式和基于采样点模式。若在sine type列表框中选择time based,则如图2所示,生成的曲线是基于时间模式的正弦曲线;若选择sample based,如图3所示,生成的曲线则是基于采样点模式的正弦曲线。在timedbased模式下有5个参数:amplitude(幅值)、bias(偏差)、frequency(频率)、phase(相位)和sample time(采样间隔)。注意:这里的频率是角频率,单位为弧度/秒(rad/s)。而sample based模式下的5个参数为:amplitude(幅值)、bias(偏差)、samples per period(每个区间的采样点)、number of offset samples(采样点的偏移个数)和sample time(采样间隔)。
图2 基于时间模式的参数设置方式
图3 基于采样点模式的参数设置框
下面介绍该正弦发生器的参数设置方式。
a.time based模式
该模式使用下列公式计算输出的正弦曲线:
基于时间模式有两个子模式:连续模式和离散模式。采样间隔(sample time)的值决定了该模块的工作模式:0(缺省值)表示该模块工作在离散模式。在连续模式下,该曲线会由于时间的增大而导致精度下降,会产生不准确的效果。
b.sample based模式
该模式使用下列公式计算输出的正弦曲线:
a:正弦波的幅值 p:每个波形区间采样点的间隔数目
k:范围在0
1.仿真模型总体结构分析
读写器电路的模块包括:(1)信号源,用于产生读写器发射所需要的编码,产生伪随机编码,其关键参数是编码方式和数据速率;(2)升余弦滤波器,用于对发射基带信号进行波形整形,其关键参数是采样率、延迟时间和滚降因子;(3)调制深度控制模块,用于控制发射电路的调制深度;(4)iq失配,在发射电路中加入幅度和相位失配系数,其关键参数是iq两路的增益差和相位差:(5)上变频器,用于控制发射电路的调制方式,包括单边带调制、双边带调制以及无调制载波,其关键参数是混频器的线性度和噪声系数;(6)功率放大器,其关键参数是增益、线性度和噪声系数;(7)带通滤波器,关键参数是带通滤波器的q值和带宽;(8)接收电路低噪声放大器,当发射电路到接收电路之间的隔离度较高时,采用低噪声放大器,当隔离度较低时,为了保证接收电路的动态范围,直接接旁路低噪声放大器,采用可变增益的方式来实现,其关键参数包括增益、噪声系数和线性度;(9)下变频器,其关键参数包括增益、噪声系数和线性度;(10)低通滤波器,抑制带外噪声、杂散频率,其关键参数为带宽和阶数:(11)基带增益,提供一个合适的增益,其关键参数是增益。
2.iso 18000-6 type a协议下的高频接口仿真
iso 18000-6 type a协议规定读写器发送的数据编码为脉冲间隔编码(pie coding),即通过定义下降沿之间的不同宽度来表示不同的数据信号。编码后的基带数据命令信号进行ask(振幅键控)调制,调制深度为30%。用二进制序列{an}表示基带数据命令,经ask调制后得到的调制信号为:
其中acosωct为调制载波,n为调制深度。在type a协议中,规定n=30%。
图1为高频接口系统的simulink仿真结构图。
图1 iso 18000-6 type a协议simulink仿真系统结构图
iso 18000-6 type a型读写器高频发射接口由pie脉冲间隔编码、ask调制(调制深度30%)和功率放大三部分组成。这里加入解调部分是为了更好地反映数据流变化。mcu发出的原始数据或命令由脉冲发生器(pulse generator)模拟产生。分析完pie编码规则后,根据编码前后波形变化的逻辑关系,利用逻辑门实现pie编码。编码基带信号经载波ask调制,再进行功率放大,形成最终的发射信号。在解调部分,发射信号与载波同频信号经下变频器、低通滤波器形成解调信号,再由电压比较器对解调信号进行整形,得到最终的接收编码信号。
(1)主要功能模块说明
①正弦波发生器(sine wave)
双击正弦波发生器,则会看到如图2所示的block parameters:sine wave对话框。该对话框分为两部分,上面一部分描述了该对话框的作用;下面一部分设置了模块的参数,依据sine type选择的曲线类型的不同,相应的模块参数也有所不同。事实上,这个模块可以产生两类正弦曲线:基于时间模式和基于采样点模式。若在sine type列表框中选择time based,则如图2所示,生成的曲线是基于时间模式的正弦曲线;若选择sample based,如图3所示,生成的曲线则是基于采样点模式的正弦曲线。在timedbased模式下有5个参数:amplitude(幅值)、bias(偏差)、frequency(频率)、phase(相位)和sample time(采样间隔)。注意:这里的频率是角频率,单位为弧度/秒(rad/s)。而sample based模式下的5个参数为:amplitude(幅值)、bias(偏差)、samples per period(每个区间的采样点)、number of offset samples(采样点的偏移个数)和sample time(采样间隔)。
图2 基于时间模式的参数设置方式
图3 基于采样点模式的参数设置框
下面介绍该正弦发生器的参数设置方式。
a.time based模式
该模式使用下列公式计算输出的正弦曲线:
基于时间模式有两个子模式:连续模式和离散模式。采样间隔(sample time)的值决定了该模块的工作模式:0(缺省值)表示该模块工作在离散模式。在连续模式下,该曲线会由于时间的增大而导致精度下降,会产生不准确的效果。
b.sample based模式
该模式使用下列公式计算输出的正弦曲线:
a:正弦波的幅值 p:每个波形区间采样点的间隔数目
k:范围在0