TINA v16以降では、ハーモニックバランス解析法を用いて非線形RFおよびマイクロ波回路を解析できます。この手法の利点は、GHz帯の信号では困難な詳細な時間領域シミュレーションを必要としないことです。必要な基本高調波を指定するだけで、プログラムがスペクトル線を計算して表示します。ハーモニックバランス解析のサンプル回路は、 例\RF\HB TINAのフォルダ。

いくつかの例を見てみましょう。

周波数3倍回路

TINA の Examples\RF\HB フォルダから Tripler BJT.TSC 回路を開きます。

この周波数 3 倍回路は、高周波バイポーラ トランジスタ (MMBR941) を使用して、800 MHz の入力周波数の正確に 3 倍である 2.4 GHz の出力信号を生成します。

出力スペクトルを得るには、以下の設定で「解析」メニューから「ハーモニックバランス解析」を実行します。必ず Vout 出力フィールドに入力します。

次のスペクトル電圧が表示されます。

主要なスペクトル成分は第3高調波（2.4GHz）に現れ、振幅は113.85mVです。一方、800MHzの基本波成分はわずか1.77mVと大幅に低くなっています。これは、周波数3倍化が正しく動作していることを示しています。

をクリックしてスペクトル線をグラフ表示することもできます。 引き分け 調和バランス解析ダイアログのボタン。

スペクトル線の数値は、  (自動ラベル  図のボタンをクリックし、スペクトル ラインの上部をクリックします。

スペクトルラインの周波数をリストすることで、必要なスペクトルラインを直接指定することもできます。これは、スペクトルラインの一部が基本周波数から大きく離れている場合に特に便利です。基本周波数の倍数で定義すると、スペクトルラインの数が多すぎるためです。

PINダイオード付きAM復調器

この手法を説明するために、TINA の Examples\RF\HB フォルダーから AM Demodulator with PIN Diode.TSC 回路ファイルを開きます。

これは、出力に RC ローパス フィルターを備えた単純な PIN ダイオード検出回路です。

AM 信号は 3 つのジェネレータによって表されます。1 つは 1 GHz の搬送周波数で、もう 2 つは搬送波から 100 kHz 間隔で上部および下部のサイドバンドを形成するジェネレータです。

ここで、ハーモニック バランス解析を使用して、PIN 検出器の出力における変調信号の振幅を計算します。

選択する ハーモニックバランス分析… 分析 メニュー。 ザ· HB分析 対話 表示されます。

前述のように、この場合は、 HB分析 ダイアログでは、基本周波数からすべてのスペクトル線を計算するのではなく、10,000本のスペクトル線を計算する必要があります。ただし、100kHzの基本周波数では、歪みが生じるため、5本のスペクトル線を計算する必要があります。

ダイオードによって。

今すぐ 計算 ボタンをクリックすると、スペクトル電圧の値が表示されます。

必須ではありませんが、これらの周波数での過渡解析を使用して波形を計算することもできます。

選択する トランジェント 解析 / 過渡… メニュー。 ザ· 過渡解析 ダイアログが表示されます。

OK ボタンをクリックします。簡単な計算の後、AM信号と復調信号の波形がダイアグラムウィンドウに表示されます。

フーリエ級数解析を使用して、ハーモニックバランス解析の結果を再確認することもできます。

フーリエ級数解析を実行するには、上の復調信号をクリックします。 フーリエ… プロセス ダイアログウィンドウのメニュー。

フーリエ級数 ダイアログが表示されます。

ベース周波数が 100 kHz に設定されていることを確認します。

計算 ボタンをクリックします。フーリエ級数スペクトルが表示されます。

100 kHz で計算された 208.75 mV は、ハーモニック バランス法を使用して計算された 202.70 mV に非常に近いです。

最後に、この例で見たように、現代のコンピュータの性能向上により、時間領域法はハーモニック バランス法とますます競争力を持つようになっていることに注意してください。