En TINA v16 y versiones posteriores, se pueden analizar circuitos no lineales de RF y microondas mediante el método de análisis de balance armónico. La ventaja de este enfoque es que no requiere una simulación detallada en el dominio del tiempo, lo cual puede resultar prohibitivo para señales en el rango de GHz. En su lugar, simplemente se especifican los armónicos base deseados y el programa calcula y muestra las líneas espectrales resultantes. Se pueden encontrar circuitos de ejemplo para el análisis de balance armónico en Ejemplos\RF\HB carpeta de TINA.

Veamos algunos ejemplos.

Circuito triplicador de frecuencia

Abra el circuito Tripler BJT.TSC desde la carpeta Examples\RF\HB de TINA.

Este circuito triplicador de frecuencia genera una señal de salida de 2.4 GHz, exactamente tres veces la frecuencia de entrada de 800 MHz, utilizando un transistor bipolar de alta frecuencia (MMBR941).

Para obtener el espectro de salida, ejecute el Análisis de Balance Armónico desde el menú Análisis con la configuración a continuación. Asegúrese de seleccionar Vout en el campo Salida.

Se mostrarán los siguientes voltajes espectrales.

Observe que el componente espectral dominante aparece en el tercer armónico (2.4 GHz) con una amplitud de 113.85 mV, mientras que el componente fundamental a 800 MHz es significativamente menor, de tan solo 1.77 mV. Esto confirma la correcta operación de triplicación de frecuencia.

También puede visualizar las líneas del espectro gráficamente haciendo clic en el icono Empate Botón en el cuadro de diálogo Análisis de equilibrio armónico.

Tenga en cuenta que puede mostrar los valores numéricos de las líneas del espectro haciendo clic en el icono  (Etiqueta automática)  botón en el diagrama y luego haciendo clic en la parte superior de una línea del espectro.

También puede especificar las líneas de espectro deseadas directamente enumerando sus frecuencias. Esto es especialmente útil cuando algunas líneas de espectro están lejos de la frecuencia base, ya que definirlas como múltiplos de esta requeriría un número excesivo de líneas de espectro.

Demodulador AM con diodo PIN

Para ilustrar esta técnica, abra el archivo de circuito AM Demodulator with PIN Diode.TSC de la carpeta Examples\RF\HB en TINA.

Este es un circuito detector de diodo PIN simple con un filtro de paso bajo RC en su salida.

La señal AM está representada por tres generadores: uno en la frecuencia portadora de 1 GHz y dos generadores que forman las bandas laterales superior e inferior, cada uno espaciado a 100 kHz de la portadora.

Ahora calcule la amplitud de la señal moduladora en la salida del detector PIN utilizando el análisis de equilibrio armónico.

Seleccionar Análisis del equilibrio armónico… del menú Análisis menú. La Análisis de HB Diálogo .

Como se describió anteriormente, en este caso especificamos solo las tres frecuencias conocidas en el Análisis de HB diálogo, en lugar de calcular todas las líneas espectrales a partir de la frecuencia base, ya que esto requeriría calcular 10 000 líneas espectrales. Sin embargo, para la frecuencia base de 100 kHz, necesitamos calcular cinco líneas espectrales debido a la distorsión introducida.

por el diodo.

Ahora presione el Calcular botón y aparecen los valores de los voltajes espectrales.

Tenga en cuenta que, aunque no es obligatorio, las formas de onda aún se pueden calcular utilizando análisis transitorio en estas frecuencias.

Seleccionar Transitorio del menú Análisis / Transitorio… menú. La Análisis transitorio Aparece el diálogo.

Presione la tecla OK Botón. Tras un breve cálculo, la forma de onda de la señal AM y la señal demodulada aparecen en la ventana del diagrama.

También podemos verificar los resultados del análisis de equilibrio armónico utilizando el análisis de series de Fourier.

Para realizar el análisis de la serie de Fourier, haga clic en la señal demodulada superior. Seleccione Fourier… del menú Proceso Menú de la ventana de diálogo. El

Series de Fourier Aparece el diálogo.

Asegúrese de que la frecuencia base esté configurada en 100 kHz.

Presione la tecla Calcular Botón. Aparece el espectro de la serie de Fourier.

Los 208.75 mV calculados a 100 kHz están muy cerca de los 202.70 mV calculados utilizando el método de equilibrio armónico.

Por último, cabe señalar que, como hemos visto en este ejemplo, el creciente rendimiento de las computadoras modernas hace que los métodos de dominio del tiempo sean cada vez más competitivos con el método de equilibrio armónico.