Исследование усовершенствованной модели полупроводникового умножителя частоты, страница 5

Рис. 5.  Временная диаграмма работы ячейки умножителя для входной частоты 10 МГц

При анализе спектра выходного сигнала, изображенного на рисунке 6 можно увидеть, что уровень четвертой гармоники составляет -91,96 dB, уровень шестой гармоники -124,4 dB относительно уровня входного сигнала.

Рис.6. Спектр выходного сигнала. Частота сигнала 10 МГц

На рисунке 7 приведена диаграмма для частоты входного сигнала 100 МГЦ, а на рисунке 8 спектр выходного сигнала. Амплитуда входного сигнала - 0,5 В.

Рис. 7. Временная диаграмма работы ячейки умножителя при частоте входного сигнала 100 МГц

Из рисунка 7 видно, что амплитуда выходного сигнала несколько возросла и составляет 0,5 В, уменьшились уровни паразитных гармоник относительно уровня полезного сигнала. На рисунках 9 и 10 представлены временная диаграмма работы ячейки умножителя при частоте входного сигнала 250 МГц и распределение гармоник в спектре выходного сигнала.

Рис. 8. Спектр выходного сигнала. Частота 200 МГц

Рис. 9 Временная диаграмма работы ячейки умножителя при частоте входного сигнала 250 МГц

Рис. 10. Спектр выходного сигнала. Частота 500 МГц

Временные диаграммы, полученные при моделировании схемы и топологии ячейки идентичны, таким образом, модель на основе топологии ячейки является работоспособной в диапазоне входных частот 10 МГц – 250 МГц.

Оценка влияния изменения температуры на работу топологии ячейки. Все предыдущие исследования работы схемы и топологии ячейки при различных частотах входного сигнала проводились при стандартной температуре, установленной в программе анализа на уровне 27 С⁰ по умолчанию. Необходимо также проверить способность ячейки качественно умножать сигнал при критических температурах: минимальной - -40 С⁰ и максимальной - +85 С⁰. В таблице ниже представлены результаты моделирования работы топологии базовой ячейки для этих граничных температур, при различных частотах входного сигнала. Уровни побочных гармоник рассчитаны относительно уровня входного сигнала.