Тупицын Александр Дмитриевич - кандидат технических наук (1993), доцент (1997) кафедры радиотехнической электроники.
Ул. Профессора Попова, д. 5, Санкт-Петербург, 197376
Cand. Sci. (Eng.) (1993), Associate Professor (1997) of the Microwave Electronics Department.
5 Professor Popov Str., St Petersburg 197376
Введение. Измерительные комплексы для исследования телекоммуникационных устройств и их элементов являются сложными в обслуживании и дорогостоящими. Поэтому, когда это возможно, предлагается заменить их виртуальными измерительными комплексами (ВИК), позволяющими производить измерения по заданным физическим параметрам объекта исследования.
Цель работы. Разработка ВИК для измерения S-параметров усилителей сверхвысоких частот (СВЧ) методами имитационного моделирования по заданной пользователем топологии при заданных ограничениях на количество элементов.
Методы и материалы. ВИК предназначен для исследования СВЧ-усилителей малого сигнала. ВИК состоит из программной части и графического интерфейса в среде LabVIEW. Программная часть содержит текстовые модули, в которых вычисляются S-параметры усилителя. Схема усилителя методом декомпозиции разбивается на четырехполюсники, описываемые матрицами рассеяния и передачи. Определяются элементы матриц, матрицы приводятся к одному типу и перемножаются для получения частотных зависимостей S-параметров усилителя. Интерфейс ВИК представляет визуализацию на экране компьютера векторного анализатора микроволновых цепей с подключенным к нему усилителем СВЧ. Результаты. Описан ВИК для исследования усилителей СВЧ по заданной топологии. Приведены вычисления параметров линий передачи, составляющих усилитель, их матрицы рассеяния и преобразования в матрицы передачи для получения матрицы рассеяния усилителя. Приведен алгоритм работы и представлена визуализация ВИК. Проведено сравнение с программой проектирования устройств СВЧ MicrowaveOffice.
Заключение. MicrowaveOffice, который ориентирован на решение задач синтеза, требует навыков работы для составления и изменения проекта, ресурсозатратен, требует приобретения лицензии. В отличие от него ВИК ориентирован на решения задач исследования, отличается уровнем визуализации измерительных приборов, прост при вводе данных, не требует больших вычислительных ресурсов, лицензии. Применим в образовательном процессе, например при дистанционном обучении, где использование таких программ, как MicrowaveOffice, невозможно.
Introduction. Measurement systems for research of telecommunication devices and of their elements are difficult to maintain and expensive. Therefore when possible, its may be replaced by virtual measurement systems (VMS), which allow one to perform measurements based on physical parameters of testing device.
Aim. VMS development for measuring of amplifiers parameters by means of simulation modeling based on amplifier topology.
Methods and materials. VMS is to be used for research of a small signal amplifier (a part of transceiver). It consists of program modules and graphic interface, realized by LabVIEW. The program part contains text modules in LabVIEW syntax, which calculate S-parameters frequency dependencies for an amplifier. For definition of parameters amplifier circuit by a decomposition technique is being split into sequential two-port net-works, which can be described by corresponding matrixes. After determination of frequency dependent matrixes elements, the matrixes are being converted and multiplied. It allows one to obtain frequency dependencies of parameters of an amplifier. VMS interface is a 3-D-rendered on a computer screen front panel of a virtual vector network analyzer with a device under test connected to its test ports.
Results. VMS for UHF-amplifiers research based on given topology was described. The calculations of amplifier transmission lines and amplifier in the whole parameters based on corresponding matrixes and their conversions were presented. The algorithm of a measuring system operation was described. 3D measuring complex and objects under test visualization were shown. The comparison with existing software for design and simulation of UHF-devices such as Microwave Office was realized.
Conclusions. Contrary to Microwave Office, aimed to solution of synthesis tasks, VMS is aimed to research tasks. It has a realistic visualization of measurement devises and simple parameters input, do not need big computer resources and is free. VMS can be used in educational process, especially for online education, when using of Microwave Office is impossible.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.