混频器的仿真方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种混频器的仿真方法和装置，该方法包括：接收用户输入的器件参数；调用预先配置的混频器的多种器件参数与混频器的输出结果之间的相对变化关系；基于输入的器件参数以及调用的变化关系，对混频器进行仿真。本发明专利技术通过根据混频器的器件参数对输出的影响来仿真混频器，能够使得混频器的仿真更加准确、客观。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路器件仿真方法，并且特别地，涉及一种混频器的仿真方法和装置。
技术介绍
混频是指将信号从一个频率变换到另外一个频率的过程，其实质是频谱线性搬移的过程。在超外差接收机中，混频的目的是保证接收机获得较高的灵敏度，足够的放大量和适当的通频带，同时又能稳定地工作。具有这种功能的电路称为变频器(或混频器)。混频器(Mixer)是通信系统的重要组成部分，用于在所有的射频和微波系统进行频率变换。这种频率变换应该是不失真的，原载频已调波的调制方式和所携带的信息不变。在发射系统中，混频器用于上变频；在接收系统中一般用作下变频。如图1所示，通常情况下混频器主要包括三个组成部分：本机振荡器、非线性器件、带通滤波器，其中，非线性器件通常可以通过乘法器来实现。在理想条件下，混频器核心的工作原理是将两个输入信号在时域上相乘，然后在输出端口以达到频率转换的目的，其中，两者相乘的结果包含频率相加(上变频)和相减(下变频)。根据滤波器功能的不同，混频器又分为上混频器和下混频器，其主要功能如下：1)当用于发射机时，采用上混频器，由高通滤波器将已调制中频信号搬移到射频；2)当用于接收机时，采用下混频器，由低通滤波器将接收到的射频信号搬移到中频。参照图2，在相关技术中，混频器可以既包括高通滤波器，也包括低通滤
波器，设输入信号为参考信号Fs，混频器内部提供本振信号(Local Oscillator)F0，此时，高通滤波器的输出为Fs+F0(上变频，用于发射机，输出射频信号)，低通滤波器的输出为|Fs-F0|(下变频，用于接收机，输出中频信号)，图2所示的混频器既可用作上混频器也可用作下混频器。目前，混频器是微波集成电路接收系统中必不可少的部件，作为超外差接收机的重要组成部分，已经在雷达、通信、电子对抗、广播电视、遥控遥测等诸多领域中得到广泛的应用，并且，混频器技术指标的好坏直接影响到整机性能的发挥。由于混频器的性能对于整体设备的影响非常大，所以，对混频器的仿真将变得非常必要。影响混频器性能的器件参数有很多种，但是，目前已有的仿真方案并不能够考虑到这些器件参数，从而导致仿真的结果不够准确和客观。目前，针对相关技术中不能准确、客观地仿真混频器的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的上述问题，本专利技术提出一种混频器的仿真方法和装置，能够准确、客观地对混频器进行仿真。本专利技术的技术方案是这样实现的：根据本专利技术的一方面，提供了一种混频器的仿真方法。该混频器的仿真方法包括：接收用户输入的器件参数；调用预先配置的混频器的多种器件参数与混频器的输出结果之间的相对变化关系；基于输入的器件参数以及调用的变化关系，对混频器进行仿真。其中，在对混频器进行仿真时，对于多种器件参数中被用户输入的器件参数，将输入的参数值带入被调用的相应变化关系中；对于多种器件参数中未被用户输入的器件参数，设置为默认值并带入被调用的相应变化关系中。并且，该方法可以进一步包括：接收环境参数；根据预先配置的环境参数与混频器的器件参数之间的相对变化关系，对用户输入的器件参数的参数值和未被用户输入的器件参数的默认值进行调整；并且，在对混频器进行仿真时，基于调整后的结果进行仿真。进一步地，该方法可以进一步包括：预先配置环境参数与混频器的器件参数之间的相对变化关系，并以函数的方式表示相对变化关系。可选地，上述输入的环境参数包括以下至少之一：温度参数、气压参数、辐照参数、磁场参数。可选地，上述混频器的多种器件参数包括以下至少之一：噪声参数、变频增益、端口间隔离度、三阶交调点、1dB压缩点、本振功率、输入阻抗匹配、输出阻抗匹配、混频器的动态范围。可选地，上述混频器的模型预先基于VHDL-AMS建模，其中，混频器的模型中包含多种器件参数与混频器的输出结果之间的相对变化关系，并且提供了用于接收多种器件参数的接口。并且，上述混频器的模型为通过行为级建模得到。根据本专利技术的另一方面，提供了一种混频器的仿真装置。根据本专利技术的混频器的仿真装置包括：接收模块，用于接收用户输入的器件参数；调用模块，用于调用预先配置的混频器的多种器件参数与混频器的输出结果之间的相对变化关系；仿真模块，用于基于输入的器件参数以及调用的变化关系，对混频器进行仿真。根据本专利技术的再一方面，还提供了一种混频器的建模方法，该建模方法基于VHDL-AMS、且以行为级建模的方式对混频器进行建模。其中，该建模方法包括：配置并保存混频器的多种器件参数与混频器的输出结果之间的相对变化关系；配置用于接收多种器件参数中部分或全部参数的接口。本专利技术通过根据混频器的器件参数对输出的影响来仿真混频器，能够使得混频器的仿真更加准确、客观。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1和图2是根据相关技术的混频器的结构图；图3是根据本专利技术实施例的混频器的仿真方法的流程图；图4是无源比例积分滤波器的电路图；图5是无源二阶RC滤波器的电路图；图6是在理想状态下对混频器进行仿真的结果示意图；图7是线件四端网络的结构图；图8示出了混频器Pout-Pin曲线；图9是示出混频器的动态范围的曲线图；图10是基于本专利技术的方案对混频进行非理想条件下的仿真结果图；图11是根据本专利技术实施例的混频器的仿真装置的框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术的实施例，提供了一种混频器的仿真方法。如图3所示，根据本专利技术实施例的混频器的仿真方法包括：步骤S301，接收用户输入的器件参数；步骤S303，调用预先配置的混频器的多种器件参数与混频器的输出结果之间的相对变化关系；步骤S305，基于输入的器件参数以及调用的变化关系，对混频器进行仿真。其中，在对混频器进行仿真时，对于多种器件参数中被用户输入的器件参数，将输入的参数值带入被调用的相应变化关系中；对于多种器件参数中未被
用户输入的器件参数，设置为默认值并带入被调用的相应变化关系中。此外，根据本专利技术实施例的仿真方法可以进一步包括：接收环境参数；根据预先配置的环境参数与混频器的器件参数之间的相对变化关系，对用户输入的器件参数的参数值和未被用户输入的器件参数的默认值进行调整；并且，在对混频器进行仿真时，基于调整后的结果进行仿真。为了使得仿真结果能够考虑到环境参数，根据本专利技术的仿真方法可以进一步包括：预先配置环境参数与混频器的器件参数之间的相对变化关系，并以函数的方式表示相对变化关系。也就是说，在根据本专利技术实施例的混频器的模型中，包含外部环境参数的接口，并且可以理解为，将混频器的模型(包括接收器件参数的接口以及器件参数与输出之间的相对变化关系)进行一次封装，在该封装之外再进行一次外层封装，外层的封装包含输入外部环境参数的接口，在进行仿真时，混频器的器件参数(不论是输入的器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混频器的仿真方法，其特征在于，包括：接收用户输入的器件参数；调用预先配置的所述混频器的多种器件参数与所述混频器的输出结果之间的相对变化关系；基于输入的所述器件参数以及调用的所述变化关系，对所述混频器进行仿真。

【技术特征摘要】
1.一种混频器的仿真方法，其特征在于，包括：接收用户输入的器件参数；调用预先配置的所述混频器的多种器件参数与所述混频器的输出结果之间的相对变化关系；基于输入的所述器件参数以及调用的所述变化关系，对所述混频器进行仿真。2.根据权利要求1所述的仿真方法，其特征在于，在对所述混频器进行仿真时，对于所述多种器件参数中被用户输入的所述器件参数，将输入的参数值带入被调用的相应变化关系中；对于所述多种器件参数中未被用户输入的器件参数，设置为默认值并带入被调用的相应变化关系中。3.根据权利要求2所述的仿真方法，其特征在于，进一步包括：接收环境参数；根据预先配置的环境参数与所述混频器的器件参数之间的相对变化关系，对用户输入的所述器件参数的参数值和未被用户输入的器件参数的默认值进行调整；并且，在对所述混频器进行仿真时，基于调整后的结果进行仿真。4.根据权利要求3所述的仿真方法，其特征在于，进一步包括：预先配置环境参数与所述混频器的器件参数之间的相对变化关系，并以函数的方式表示所述相对变化关系。5.根据权利要求3或4所述的仿真方法，其特征在于，输入的所述环境参数包括以下至少之一：温度参数、气压参数、辐照参数、磁场参数。6.根据权利要求1至4中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锦辉，王泉，刘刚，万波，黄钊，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61