A TINA v16-os és újabb verzióiban a harmonikus kiegyensúlyozás analízis módszerével elemezhetők nemlineáris RF és mikrohullámú áramkörök. Ennek a megközelítésnek az az előnye, hogy nem igényel részletes időtartomány-szimulációt, ami a GHz-es tartományú jelek esetében korlátozó lehet. Ehelyett egyszerűen meg kell adni a kívánt alapharmonikusokat, és a program kiszámítja és megjeleníti a kapott spektrumvonalakat. A harmonikus kiegyensúlyozás analíziséhez példa áramkörök találhatók a következőben: Példák\RF\HB a TINA mappája.

Lássunk néhány példát.

Frekvenciaháromszoros áramkör

Nyisd meg a Tripler BJT.TSC áramkört a TINA Examples\RF\HB mappájából.

Ez a frekvenciatripler áramkör egy 2.4 GHz-es kimeneti jelet generál, ami pontosan háromszorosa a 800 MHz-es bemeneti frekvenciának, egy nagyfrekvenciás bipoláris tranzisztor (MMBR941) segítségével.

A kimeneti spektrum megszerzéséhez futtassa a Harmónikus Balance Analysis (Harmónikus egyensúly elemzés) lehetőséget az Analízis menüből az alábbi beállításokkal. Győződjön meg róla, hogy a vout a Kimenet mezőben.

A következő spektrális feszültségek jelennek meg.

Figyeljük meg, hogy a domináns spektrális komponens a harmadik harmonikusnál (2.4 GHz) jelenik meg 113.85 mV amplitúdóval, míg a 800 MHz-es alapkomponens lényegesen alacsonyabb, mindössze 1.77 mV. Ez megerősíti a helyes frekvenciaháromszorozási működést.

A spektrumvonalakat grafikusan is megjelenítheti a gombra kattintva. Döntetlen gombra a Harmonikus egyensúly elemzése párbeszédpanelen.

Vegye figyelembe, hogy a spektrumvonalak numerikus értékeit a gombra kattintva jelenítheti meg.  (Automatikus címke)  gombra a diagramon, majd egy spektrumvonal tetejére kattintva.

A kívánt spektrumvonalakat közvetlenül is megadhatja a frekvenciáik felsorolásával. Ez különösen hasznos, ha egyes spektrumvonalak messze vannak az alapfrekvenciától, mivel az alapfrekvencia többszöröseként való meghatározásuk túl sok spektrumvonalat igényelne.

AM demodulátor PIN diódával

A technika szemléltetésére nyissuk meg az AM Demodulator with PIN Diode.TSC áramköri fájlt a TINA Examples\RF\HB mappájából.

Ez egy egyszerű PIN dióda detektor áramkör, amelynek kimenetén egy RC aluláteresztő szűrő található.

Az AM jelet három generátor képviseli: egy az 1 GHz-es vivőfrekvencián, és két generátor, amelyek a felső és alsó oldalsávokat alkotják, mindegyik 100 kHz-es távolságra van a vivőtől.

Most számítsd ki a moduláló jel amplitúdóját a PIN detektor kimenetén harmonikus egyensúly analízis segítségével.

Select Harmonikus egyensúly elemzése… tól Szimulácó menü. A HB-elemzés párbeszéd Megjelenik.

Amint azt korábban leírtuk, ebben az esetben csak a három ismert frekvenciát adjuk meg a HB-elemzés párbeszédablakban, ahelyett, hogy az összes spektrumvonalat az alapfrekvenciából számítanánk ki, mivel ez egyébként 10 000 spektrumvonal kiszámítását igényelné. A 100 kHz-es alapfrekvenciához azonban öt spektrumvonal kiszámítására van szükség a bevezetett torzítás miatt.

a dióda által.

Most nyomja meg a Számít gombra, és megjelennek a spektrális feszültségek értékei.

Megjegyzendő, hogy bár nem kötelező, a hullámalakok továbbra is kiszámíthatók tranziensanalízissel ezeken a frekvenciákon.

Select múló tól Elemzés / Átmeneti… menü. A Tranziens analízis párbeszédablak jelenik meg.

Nyomja meg a OK gombot. Egy rövid számítás után az AM jel hullámformája és a demodulált jel megjelenik a diagramablakban.

A harmonikus egyensúly elemzés eredményeit Fourier-soros analízissel is ellenőrizhetjük.

A Fourier-soros elemzés elvégzéséhez kattintson a felső demodulált jelre. Válassza a lehetőséget. Fourier… tól folyamat a párbeszédablak menüjében. A

Fourier sorozat párbeszédablak jelenik meg.

Győződjön meg arról, hogy az alapfrekvencia 100 kHz-re van állítva.

Nyomja meg a Számít gombot. Megjelenik a Fourier-soros spektrum.

A 100 kHz-en számított 208.75 mV nagyon közel van a harmonikus egyensúly módszerével számított 202.70 mV-hoz.

Végül vegyük figyelembe, hogy – ahogy ebben a példában is láttuk – a modern számítógépek növekvő teljesítménye egyre versenyképesebbé teszi az időtartománybeli módszereket a harmonikus egyensúly módszerével.