No TINA v16 e versões posteriores, você pode analisar circuitos não lineares de RF e micro-ondas usando o método de análise de equilíbrio harmônico. A vantagem dessa abordagem é que ela não requer simulação detalhada no domínio do tempo, o que pode ser inviável para sinais na faixa de GHz. Em vez disso, basta especificar os harmônicos de base desejados e o programa calcula e exibe as linhas de espectro resultantes. Circuitos de exemplo para análise de equilíbrio harmônico podem ser encontrados no arquivo [inserir URL aqui]. Exemplos\RF\HB pasta de TINA.

Vejamos alguns exemplos.

Circuito Triplicador de Frequência

Abra o circuito Tripler BJT.TSC da pasta Examples\RF\HB do TINA.

Este circuito triplicador de frequência gera um sinal de saída de 2.4 GHz, exatamente três vezes a frequência de entrada de 800 MHz, utilizando um transistor bipolar de alta frequência (MMBR941).

Para obter o espectro de saída, execute a Análise de Equilíbrio Harmônico no menu Análise usando as configurações abaixo. Certifique-se de selecionar vout no campo Saída.

As seguintes tensões espectrais serão exibidas.

Observe que o componente espectral dominante aparece no terceiro harmônico (2.4 GHz) com uma amplitude de 113.85 mV, enquanto o componente fundamental em 800 MHz é significativamente menor, com apenas 1.77 mV. Isso confirma a operação correta de triplicação de frequência.

Você também pode exibir as linhas do espectro graficamente clicando em Empate botão na caixa de diálogo Análise de Equilíbrio Harmônico.

Observe que você pode exibir os valores numéricos das linhas do espectro clicando em  (Etiqueta Automática)  botão no diagrama e, em seguida, clicar na parte superior de uma linha do espectro.

Você também pode especificar diretamente as linhas de espectro desejadas, listando suas frequências. Isso é particularmente útil quando algumas linhas de espectro estão muito distantes da frequência base, pois defini-las como múltiplos da frequência base exigiria um número excessivo de linhas de espectro.

Demodulador AM com diodo PIN

Para ilustrar essa técnica, abra o arquivo de circuito AM Demodulator with PIN Diode.TSC da pasta Examples\RF\HB no TINA.

Este é um circuito detector de diodo PIN simples com um filtro passa-baixa RC na sua saída.

O sinal AM é representado por três geradores: um na frequência portadora de 1 GHz e dois geradores que formam as bandas laterais superior e inferior, cada uma espaçada 100 kHz da portadora.

Agora, calcule a amplitude do sinal modulador na saída do detector PIN usando a análise de equilíbrio harmônico.

Selecionar Análise de equilíbrio harmônico… do Análise cardápio. O Análise HB diálogo aparece.

Conforme descrito anteriormente, neste caso especificamos apenas as três frequências conhecidas em Análise HB Em vez de calcular todas as linhas do espectro a partir da frequência base, optamos por usar o método `display`, pois isso exigiria o cálculo de 10,000 linhas. No entanto, para a frequência base de 100 kHz, precisamos calcular cinco linhas do espectro devido à distorção introduzida.

pelo diodo.

Agora pressione o calculado botão, e os valores das tensões espectrais aparecem.

Note que, embora não seja obrigatório, as formas de onda ainda podem ser calculadas usando análise transiente nessas frequências.

Selecionar transitório do Análise / Transitória… cardápio. O Análise transitória diálogo aparece.

Pressione o botão OK botão. Após um breve cálculo, a forma de onda do sinal AM e do sinal demodulado aparecem na janela do diagrama.

Também podemos verificar os resultados da análise de equilíbrio harmônico usando a análise de séries de Fourier.

Para realizar a análise da Série de Fourier, clique no sinal demodulado superior. Selecione Fourier… do Processo menu da janela de diálogo. O

Séries de Fourier diálogo aparece.

Certifique-se de que a frequência base esteja definida em 100 kHz.

Pressione o botão calculado botão. O espectro da Série de Fourier aparece.

O valor calculado de 208.75 mV a 100 kHz é muito próximo dos 202.70 mV calculados usando o método de equilíbrio harmônico.

Por fim, observe que, como vimos neste exemplo, o crescente desempenho dos computadores modernos torna os métodos no domínio do tempo cada vez mais competitivos com o método do Equilíbrio Harmônico.