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/ NetNews Usenet Archive 1992 #20 / NN_1992_20.iso / spool / comp / sources / hp48 / 254 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-09-08  |  13.4 KB  |  313 lines
  1. Newsgroups: comp.sources.hp48
  2. Path: sparky!uunet!seq!spell
  3. From: Alexander Fein <fein@novell1.rz.fht-mannheim.de>
  4. Subject:  v07i003:  hf1_af - RF-Network-,Noise-,Signal and TRL-Calculator v1.0, Part01/02
  5. Message-ID: <cshp48-v07i003=hf1_af.193617@seq.uncwil.edu>
  6. Followup-To: comp.sys.hp48
  7. Summary: RF-System Design Program forHP48SX
  8. Keywords: rf noise network microwave transmissionline
  9. Sender: spell@seq.uncwil.edu (Chris Spell)
  10. Organization: Fachhochschule fuer Technik Mannheim
  11. Date: Mon, 7 Sep 1992 23:36:59 GMT
  12. Approved: spell@seq.uncwil.edu
  13. Lines: 302
  14.  
  15. Checksum: 3839655526 (verify with brik -cv)
  16. Submitted-by: Alexander Fein <fein@novell1.rz.fht-mannheim.de>
  17. Posting-number: Volume 7, Issue 3
  18. Archive-name: hf1_af/part01
  19.  
  20.  
  21. BEGIN_RDM hf1.rdm
  22. HF1 is a extendend RF-Network design & analysis tool, written for rf-
  23. education purposes at the Fachhochschule fuer Technik in Mannheim,
  24. Germany, Dept. Telecommunications engineering; Author: C.C. Timmermann
  25. For use in education and ham-radio apps. it's free of charge, but it
  26. is NO public domain. Copyright at the author. A memory extension is
  27. required, because the object HF1 has 54KB!
  28. The following documentation is in german language.
  29. Dokumentation Rev. 28.8.92 A. Fein
  30. END_RDM
  31.  
  32.  
  33. BEGIN_DOC hf1.doc
  34.  
  35. Institut fuer Hochfrequenztechnik und Optische Nachrichtentechnik
  36.                  Fachhochschule fuer Technik Mannheim
  37.                          C.C. Timmermann
  38.  
  39.                          Programm  "HF1"
  40.                           (Version 2.0)
  41.  
  42.                Signal- und Rauschanalyse mit dem HP48 SX
  43.                -----------------------------------------
  44. Das Programm HF1 ist ein begleitendes Programmpaket zu den Vorlesungen
  45. Hochfrequenztechnik 1,2 und wurde an der FHT Mannheim entwickelt.
  46. Das Programm kann fuer Lehrzwecke verwendet werden. Der Urheberschutz
  47. bleibt davon unberuehrt.
  48.  
  49. erforderl. Speicherbedarf:   HF1          :  ca. 52 KByte
  50.          davon Unterprogramm TWOP ohne TRL:  ca. 25 KByte
  51.  
  52. Praktisch ist der Rechner mit bzw. ohne 32K-Zusatzkarte jeweils
  53. nahezu voll ausgenutzt, da noch anderer Speicherbedarf besteht.
  54.  
  55. TWOP dient der Signal-uud Rauschanalyse bei fester Frequenz und
  56. festem Arbeitspunkt.
  57. HF1 ist eine Oberflaeche fuer graphische Darstellung im Zeit- und
  58. Frequenzbereich. Die Analyse bei verschiedenen Frequenzen kann
  59. dabei auf zweierlei Weise erfolgen
  60.  
  61. a) Freie Programmierung der p-Abhaengigkeit des Vierpols in VPF
  62.    durch 4 frei definierbare komplexe Funktionen fuer die 4 VP-Parameter
  63.    (S,Z,Y- Form waehlbar) oder freie Programmierung von 5 Funktionen
  64.    Z1(p) bis  Z4(p) eines Kettenleiters mit einer beliebig
  65.    gesteuerten Stromquelle G(p) am Ausgang,
  66.  
  67.    alternativ
  68.  
  69. b) Numerische  Eingabe der VP-Daten von Teil-Vierpolen  (diverse
  70.    Faelle fuer Trans., Leitungen etc. erfasst), numerische Vernetzung der
  71.    VPe in TWOP/CASC fuer mehrere Frequnzen von Hand (typ. 3 bis 8 Freq-
  72.    enzen) und Abspeicherung in einem Mehrfach-Matrixspeicher.
  73.    Dann Aufruf eines aufwendigen Matrizen-Interpolationsprogramms, das
  74.    bei n  eingegebenen Matrix-Speichernummern plus zugehoerigem
  75.    Frequenzwert  zwischen allen  beigezogenen  Matrizen mit Polynomen
  76.    n-1 ten Grades interpoliert und somit alle Matrizen verbindet.
  77.  
  78. Frei definierbare,  p-abhaengige Torimpedanzen sind in beiden Faellen
  79. vorgesehen. REPOR organisiert die komplexe Frequenzdarstellung von 12
  80. Ausgabegroessen am Vierpol, TIM wickelt die Zeitbereichsdarstellung mit
  81. amplitudenrichtiger Impuls- und  Sprungantwort ab.
  82.  
  83. Flags (als Umschalter):
  84. 1 ONOFF in TWOP CASC  automatische VP-Abspeicherung an/aus
  85. 2 OFON  in HF1 MINT   Abspeicherrichtung interpolierter Matrizen
  86. 4 READ  in HF1        Betrag/Phase bei Frequenzplot
  87. 7  MODE   in HF1      VP-Daten von analyt. Formeln/interpol. Matrizen
  88.  
  89.  
  90. 1. Leistungsmerkmale des Programms
  91. ----------------------------------
  92.  
  93. a) DIR TWOP  (ohne NOISE)
  94. -------------------------
  95. Z-GA, GA-Z    : Umwandlung von Z in Reflexionsfaktor und umgekehrt
  96. GAIN,GOUT     : Eingangs/Ausgangsreflexionsfaktor
  97. ZG,ZL         : VP-Torimpedanzen
  98. DATS,DATY,DATZ: freie Vierpoleingabe in s,y oder z-Form + Umwandlung
  99.                 + Speicherung
  100.  
  101.  
  102. DATT          : 5-Element-Giacoletto-ESB-Eingabe ; Sij,Yij,Zij-Berechnung
  103. DATL          :  Leitungseingabe mit Wellenwiderstand ZW und Gamma*L ,
  104.                  Umwandlg. s,z,y-Speicherung
  105. DATO          : VP-Parameter fuer OP (modifizierte Spannungsverstaerkungs-
  106.                 form) ...
  107. YE-B,YE-C     : VP-Drehungen: Umwandlungen von Emitter- in Basis/Kollektor-
  108.                 schaltung
  109. SZ,SY;ZS,YS   : VP-Umwandlungen
  110. S11 .. Z22    : Sij,Yij,Zij=Arbeits-VP: Parameter-Speicherung passend
  111.                 organisiert
  112. YIJ           : y-VP-Matrixspeicher; Matrixzahl=Listenlaenge (selbst
  113.                 einstellen)
  114. SAVEY, RCLY   : Ein-und Auslesen (fuer DATY) der y-Parameter des Arbeits-VPs
  115.          CASC : Verzeichnis vernetzt Vierpole (Kette/Serie/Parallel)
  116.          AMP  : CALC berechnet alle Verstaerkungen, Kreisverstaerkung,
  117.                 Torimpedanz,
  118.          UAMP : CALC: Stabilitaetsfaktor k + DeltaS
  119.                 SCAT: verallgemeinerte Streuparameter SGij, Stabilitaetskreise
  120.             GADS/VPDS: Entwurf von ZG/ZL ueber Ga bzw. Vp (Gonzales)
  121.          ANOI : Rausch-Vierpolberechnung: UR,IR (unkorreliert) + Korrel-
  122.                 ationsleitwert YK incl. Rauschkreis : Mittelpunktsvektor CFF,
  123.                 Radius RF aus Fmin bei opt. ZG=1/YGOS und F bei reellem ZG=1/YG
  124.          BNOI : wie ANOI, nur mit Gamma Gen.opt.=GGOS und RN50=Rn/50
  125.          YG   : CBPT,CFET= 4-Element-Giacoletto-ESB-Erzeugung aus
  126.                 VP-Parametern fuer Bipolartrans. (Yce=0) und J-FET (rgg=0).
  127.                 Der Zyklus DATT (s-Parameter aus ESB) .. YG (ESB aus s-Parameter)
  128.                 liefert   e x a k t (!)   wieder alte s-Parameter
  129.                 SPICE: CALCT berechnet fuer Bipolartrans mit DC-Werten
  130.                        IC,UCE,UBE, und Frequenz
  131.                        6 arbeitspunktangepaate Spiceparameter NF,BF,CJC,TF,RB,IS
  132.                        (stimmt am Arbeitspkt mit SPICE-ESB am besten ueberein)
  133.                        CALCF analog fuer J-FET ..
  134.  
  135.  
  136.  
  137. b) NOISE in TWOP (Vertiefung zu ANOI,BNOI)
  138. ------------------------------------------
  139. Unterverzeichnisse:
  140. PNOI:  direkte Berechnung des Rausch-VPs aus Sij, falls Vierpol passiv!
  141.        Der VP kann auch nicht-reziprok sein.
  142. TURN:  Drehung des rauschenden VPs incl. Rauschvierpol (analog zu YE-B, YE-C)
  143. I1I2:  Hin-und Rueckrechnung von teilkorrelierte Parallelrauschstromquelle
  144.        in Rausch-VP
  145. KASK:  Ketten/Parallelschaltg. von rauschenden VPn mit VPn + Rauschvierpolen,
  146.        die von anzugebender Stelle beigezogen werden
  147. SNR :  CALC1: Berechng. von Rauschz. F(ZG), Stoerabst. SN .. aus Rausch-VP
  148.        CALC2: Vorgabe von F(ZG) und Berechng. von SN ..
  149.  
  150. c) TRL (Leitungsberechngen)
  151. ---------------------------
  152. diese Programme schieben Wellenw. und Gamma*L fuer DATL formatrichtig
  153. in den Stack:
  154. KOAX:  Koax.-Leitg
  155. WIRE:  Draht ueber leitender Ebene
  156. MS  :  Mikrostreifenleitung incl. Dispersion
  157. CPW2,3 coplanare 2/3-Drahtleitung
  158.  
  159. d) MINT (Matrixinterpolation)
  160. -----------------------------
  161. SETN:  1) Eingabe der Zahl der VP-Matrizen, die zu interpolieren sind
  162.        2) Eingabe der jeder Matrix zugeordneten Frequenz(X1,X2..) und
  163.           VP-Speichernummer in YIJ, von wo die Matrizen geholt werden;
  164.           X kann auch ein Arbeitspunktwert sein.
  165.        Wenn z.B. 7 VPe in Yij vorbereitet  wurden, legt SETN anschliessend
  166.        fuer die 4 y-Parameter 4 komplexe Polynome 6. Grades in Form von
  167.        symbol. Ausdruecken mit Z als Variable an; die 4 Polynome speichert
  168.        die Liste EQN . Zur Loesung werden 4 Gleichungssysteme 6-ten Grades
  169.        geloest. Der Interpolationsgrad muss mindestens 1 sein (2 Matrizen).
  170.  
  171. CALC:  Frequenzeingabe + CALC errechnet interpol. VP und speichert ihn in allen
  172.        Formen in S11 .. Z22 nach TWOP oder ggf. auch nach YIJ (umschaltbar
  173.        mit Flag 2= OFON in MINT).
  174.  
  175.        CALC wird als Programm fuer Analyse ANA aufgerufen
  176.  
  177. e) INTER (Graphikabwicklg)
  178. --------------------------
  179. hoechstens benutzen:
  180. GO  :  Umschaltung von Betrags- auf Phasenplot und umgekehrt; sonst UP
  181. Im uebrigen  Anzeige beachten...
  182.  
  183.  
  184.  
  185. 2. Benutzung der Oberflaeche
  186. ----------------------------
  187. a) Mit Matrixinterpolation MINT
  188. -------------------------------
  189. Mit MODE auf Matrixinterpolation umschalten.
  190. Zunaechst sind fuer die verschiedenen Frequenzstuetzpkte die Matrizen in YIJ
  191. bereitzustellen; mehr als 2..3 VPe sollte man nicht vernetzen, weil die
  192. Vernetzung fuer verschiedene Frequenzen durchzufuehren ist;
  193.  
  194. Nach der Matrixinterpolation MINT sind Sweepgrenzen X1,2 gespeichert;
  195.  
  196. TOR1: mit P=j*2*PI*f muss jetzt ZG(p) hereineditiert werden
  197. TOR2: analog ZL(P); wenn X keine Frequenz ist, sind TOR1,2 nur komplexe
  198.       Konstanten
  199.  
  200. ANA  : startet die Analyse zwischen X1..X2 mit genau 11 Stuetzpunkten
  201.        (begrenzt wegen der Rechenzeit, dauert 3 min) und berechnet die
  202.        wesentlichsten Groessen am (vernetzen) VP; Speicherung aller
  203.        Werte in DAT
  204. REPOR: Reporteditor; Anwahl der interessierenden Groesse (1. Zahl)
  205.                      und Ausgabeart Stack, Drucker, Graphik (2. Zahl)
  206.  
  207. READ : Text und gleichzeitig Umschalter fuer Betrag/Phase bei Graphik
  208.  
  209. Achtung: f-Graphik nur in INTER bebutzen; Stuetzpkte nur mit BESTFIT (von HP)
  210.          verbinden, wenn Kurve einigermassen glatt; nach BESTFIT kann man
  211.          HP-Graphik-  und SOLVER-Menue voll anwenden; alles passt zueinander;
  212.          Differentiation der Verlaeufe moeglich, Nullstellen  ..;
  213.          oft ist aber BESTFIT ganz ungeeignet!
  214.  
  215. b) Mit frei definierten Vierpolen VPF
  216. -------------------------------------
  217.  
  218. Mit  MODE umschalten auf frequenzabhaengigen VP (VPF).  Damit wird
  219. Flag   7  umgestellt  und  beim  Frequenzsweep  nicht   auf   die
  220. Interpolationsgleichungen  in  EQN,  sondern  direkt auf  die  p-
  221. abhaengigen  VP-Gleichungen  in VPF zugegriffen.  In  beiden  Faellen
  222. endet das Verfahren mit einer Einspeicherung der  s,z,y-Parameter
  223. in  TWOP fuer den jeweiligen Frequenzpkt.  beim Sweep.  Mit PRG in VPF
  224. legt man  fest,  welche  Form gewaehlt wird.  Man kann  4  unabhaengige
  225. Vierpolgleichungssaetze gleichzeitig speichern,  allerdings nur in
  226. unterschiedlicher Form.
  227.  
  228. Danach weiter wie bei a).
  229.  
  230. 3. TIM (Fourierruecktransformation)
  231. ----------------------------------
  232.  
  233. REPOR erzeugt von der  gewaehlten Groesse noch eine Liste mit 11 Elementen
  234. fuer eine Fourierruecktransformation; geloest wird das Fourierintegral
  235. nach Simpson;  BW= autom. eingespeicherte Integrationsbandbreite=
  236. obere Frequenzsweepgrenze X2.
  237.  
  238. SET    : prueft erst den zu transformierenden Verlauf, speichert
  239.          Zeitbereich T1 .. T2 , Bandbreite BW etc.  ein;
  240.          falls Verlauf Besonderheiten aufweist,  wird eine Warnung
  241.          ausgegeben:
  242.          1) untere  Frequenzgrenze zu  hoch
  243.          2) Spektrumabfall bei Null zu schnell (zu wenig Stuetzpunkte)
  244.          3) Spektrum bei f=BW noch nicht weit genug abgefallen
  245.  
  246.          Wenn man sich ueber die Verhaeltnisse im Klaren ist, kann
  247.          man mit CONT weitermachen und die Warnung uebergehen.
  248.  
  249.          Dann gibt SET noch die allein durch die endliche Bandbreite BW
  250.          (nicht durch den Vierpol) bedingte Anstiegszeit tan und
  251.          die Wiederholzeit der Impulsantwort aus.
  252.  
  253. CALC  :  berechnet vom letzten REPORT-Wertes die Imulsantwort auf
  254.          einen Diracimpuls am Eingang (Flaeche=1 Vs oder 1 As) hin
  255.          und  die Sprungantwort auf einen Sprung von 0 nach  1 V
  256.          bzw. 1 A am Eingang.
  257.  
  258.          Anwahl mit DIRAC  bzw. STUFE; dann GRAPH
  259.  
  260. FOUR1  : Zeit in sek ENTER + FOUR1 druecken ergibt Impulsantwort g(t)
  261.          zum eingegebenen Zeitpunkt im Stack; guenstig fuer
  262.          Zwischenwertberechnung ( Dauer ca. 2.8 sek)
  263. EXACT  : Doppelte Genauigkeit; zu den 11 Spektrumspunkten werden
  264.          10 Punkte dazugerechnet (Transformation mit 21 Punkten);
  265.          Rueckschaltung auf einfache Genauigkeit nicht moeglich;
  266.          SET nicht anwenden; T1,2 laesst sich immer wieder aendern;
  267.          CALC + DIRAC,STUFE,FOUR1 dann moeglich.
  268.  
  269.  
  270.  
  271.  
  272. 4. HPPC (Organisation der Datenspeicherung auf dem PC)
  273. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -  -
  274.  
  275. Vorausgesetzt wird, dass ein Schnittstellenprogramm zu einem PC da ist.
  276.  
  277. SAVE  : zieht alle wesentlichen Daten  des mit ANA analysierten Problems
  278. fuer    in DATA zusammen (Ein- und Ausgabedaten des Problems);
  279. MINT    DATA schickt man dann (im ASCII-Format am besten) zum PC;
  280.         vorher speichert man in TEX einen kleinen Kommentar ein;
  281.         bevor man DATA rueckueberspielt, ist DATA im HP48 zu loeschen.
  282.  
  283. Wenn die Daten  n i c h t  von einer Matrixinterpolation herkommen,
  284. sondern von VPF mit p-abhaengigen Gleichungen, ist SAVE nicht anwendbar.
  285. Die Speicherung lohnt gar nicht, weil nur 4 kleine Gleichungen in VPF +
  286. TOR1,2 + X1,2 das Problem beschreiben. Bei Neuauflage eines alten
  287. Problems muss man die Werte wieder neu eingeben und mit ANA neu
  288. analysieren.
  289.  
  290.  
  291. RANA  : = Restore ANA; speichert die Werte (alle Vierpole, alle
  292.         wichtigen Rechenergebnisse, alle  Eingangsdaten, alle
  293.  
  294. MINT    Inter-polationsgln.  zurueck und gibt den Kommentar aus;
  295.         man kann mit REPOR sofort wieder weiterarbeiten
  296.  
  297. RYIJ  : speichert nur die komplexen Vierpolmatrizen (ca. 20 typ.)
  298.         nach YIJ zurueck, sonst nichts
  299.  
  300. 5. HELPs
  301. - - - - -
  302. An wesentlichen Stellen wurden HELPS eingebaut, die gut zu beachten
  303. sind.
  304.  
  305. 6. Zuverlaessigkeit
  306. -------------------
  307. Das Kernprogramm TWOP gehoert seit einigen Jahren  bei allen
  308. Studenten der Nachrichtentechnik/Elektronik an der FHT Mannheim zur
  309. Standardausruestung. Es ist durch viele Klausuren und Uebungen erprobt.
  310. Bei auftretenden Fehlern in diesem Teil sind daher Bedienungs- oder
  311. Interpretationsfehlern sehr wahrscheinlich.
  312. END_DOC
  313.