Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * tline.cpp - ideal transmission line class implementation
3 : : *
4 : : * Copyright (C) 2004, 2006, 2008 Stefan Jahn <stefan@lkcc.org>
5 : : *
6 : : * This is free software; you can redistribute it and/or modify
7 : : * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 : : * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
9 : : * any later version.
10 : : *
11 : : * This software is distributed in the hope that it will be useful,
12 : : * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 : : * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
14 : : * GNU General Public License for more details.
15 : : *
16 : : * You should have received a copy of the GNU General Public License
17 : : * along with this package; see the file COPYING. If not, write to
18 : : * the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor,
19 : : * Boston, MA 02110-1301, USA.
20 : : *
21 : : * $Id$
22 : : *
23 : : */
24 : :
25 : : #if HAVE_CONFIG_H
26 : : # include <config.h>
27 : : #endif
28 : :
29 : : #include "component.h"
30 : : #include "tline.h"
31 : :
32 : : using namespace qucs;
33 : :
34 : 3 : tline::tline () : circuit (2) {
35 : 3 : type = CIR_TLINE;
36 : 3 : }
37 : :
38 : 300 : void tline::calcSP (nr_double_t frequency) {
39 [ + - ]: 300 : nr_double_t l = getPropertyDouble ("L");
40 [ + - ]: 300 : nr_double_t z = getPropertyDouble ("Z");
41 [ + - ]: 300 : nr_double_t a = getPropertyDouble ("Alpha");
42 : 300 : nr_double_t r = (z - z0) / (z + z0);
43 : 300 : nr_double_t b = 2 * M_PI * frequency / C0;
44 : 300 : a = std::log (a) / 2;
45 : 300 : nr_complex_t p = std::exp (-l * nr_complex_t (a, b));
46 [ + - ][ + - ]: 300 : nr_complex_t s11 = r * (1.0 - p * p) / (1.0 - p * p * r * r);
[ + - ]
47 [ + - ][ + - ]: 300 : nr_complex_t s21 = p * (1.0 - r * r) / (1.0 - p * p * r * r);
48 [ + - ][ + - ]: 300 : setS (NODE_1, NODE_1, s11); setS (NODE_2, NODE_2, s11);
49 [ + - ][ + - ]: 300 : setS (NODE_1, NODE_2, s21); setS (NODE_2, NODE_1, s21);
50 : 300 : }
51 : :
52 : 0 : void tline::calcNoiseSP (nr_double_t) {
53 : 0 : nr_double_t T = getPropertyDouble ("Temp");
54 : 0 : nr_double_t l = getPropertyDouble ("L");
55 : 0 : nr_double_t z = getPropertyDouble ("Z");
56 : 0 : nr_double_t a = getPropertyDouble ("Alpha");
57 : 0 : a = std::log (a) / 2;
58 : 0 : a = std::exp (a * l);
59 : 0 : nr_double_t r = (z - z0) / (z + z0);
60 : 0 : nr_double_t f = (a - 1) * (r * r - 1) / sqr (a - r * r) * kelvin (T) / T0;
61 : 0 : nr_double_t n11 = -f * (r * r + a);
62 : 0 : nr_double_t n21 = +f * 2 * r * std::sqrt (a);
63 [ # # ][ # # ]: 0 : setN (NODE_1, NODE_1, n11); setN (NODE_2, NODE_2, n11);
64 [ # # ][ # # ]: 0 : setN (NODE_1, NODE_2, n21); setN (NODE_2, NODE_1, n21);
65 : 0 : }
66 : :
67 : 0 : void tline::calcNoiseAC (nr_double_t) {
68 : 0 : nr_double_t T = getPropertyDouble ("Temp");
69 : 0 : nr_double_t l = getPropertyDouble ("L");
70 : 0 : nr_double_t z = getPropertyDouble ("Z");
71 : 0 : nr_double_t a = getPropertyDouble ("Alpha");
72 : 0 : a = std::log (a) / 2;
73 [ # # ]: 0 : if (a * l != 0.0) {
74 : 0 : a = std::exp (a * l);
75 : 0 : nr_double_t f = 4.0 * kelvin (T) / T0 / z / (a - 1);
76 : 0 : nr_double_t n11 = +f * (a + 1);
77 : 0 : nr_double_t n21 = -f * 2 * std::sqrt (a);
78 [ # # ][ # # ]: 0 : setN (NODE_1, NODE_1, n11); setN (NODE_2, NODE_2, n11);
79 [ # # ][ # # ]: 0 : setN (NODE_1, NODE_2, n21); setN (NODE_2, NODE_1, n21);
80 : : }
81 : 0 : }
82 : :
83 : 0 : void tline::initDC (void) {
84 : 0 : nr_double_t z = getPropertyDouble ("Z");
85 : 0 : nr_double_t a = getPropertyDouble ("Alpha");
86 : 0 : nr_double_t l = getPropertyDouble ("L");
87 : 0 : a = std::log (a) / 2;
88 [ # # ]: 0 : if (a * l != 0.0) {
89 : 0 : setVoltageSources (0);
90 : 0 : allocMatrixMNA ();
91 : 0 : a = std::exp (a * l);
92 : 0 : nr_double_t f = 1 / z / (a - 1);
93 : 0 : nr_double_t y11 = +f * (a + 1);
94 : 0 : nr_double_t y21 = -f * 2 * std::sqrt (a);
95 [ # # ][ # # ]: 0 : setY (NODE_1, NODE_1, y11); setY (NODE_2, NODE_2, y11);
96 [ # # ][ # # ]: 0 : setY (NODE_1, NODE_2, y21); setY (NODE_2, NODE_1, y21);
97 : : } else {
98 : 0 : setVoltageSources (1);
99 : 0 : allocMatrixMNA ();
100 : 0 : voltageSource (VSRC_1, NODE_1, NODE_2);
101 : : }
102 : 0 : }
103 : :
104 : 0 : void tline::initAC (void) {
105 : 0 : nr_double_t l = getPropertyDouble ("L");
106 [ # # ]: 0 : if (l != 0.0) {
107 : 0 : setVoltageSources (0);
108 : 0 : allocMatrixMNA ();
109 : : } else {
110 : 0 : setVoltageSources (1);
111 : 0 : allocMatrixMNA ();
112 : 0 : voltageSource (VSRC_1, NODE_1, NODE_2);
113 : : }
114 : 0 : }
115 : :
116 : 0 : void tline::calcAC (nr_double_t frequency) {
117 [ # # ]: 0 : nr_double_t l = getPropertyDouble ("L");
118 [ # # ]: 0 : nr_double_t z = getPropertyDouble ("Z");
119 [ # # ]: 0 : nr_double_t a = getPropertyDouble ("Alpha");
120 : 0 : nr_double_t b = 2 * M_PI * frequency / C0;
121 : 0 : a = std::log (a) / 2;
122 [ # # ]: 0 : if (l != 0.0) {
123 [ # # ][ # # ]: 0 : nr_complex_t y11 = +1 / z / tanh (nr_complex_t (a, b) * l);
124 [ # # ][ # # ]: 0 : nr_complex_t y21 = -1 / z / sinh (nr_complex_t (a, b) * l);
125 [ # # ][ # # ]: 0 : setY (NODE_1, NODE_1, y11); setY (NODE_2, NODE_2, y11);
126 [ # # ][ # # ]: 0 : setY (NODE_1, NODE_2, y21); setY (NODE_2, NODE_1, y21);
127 : : }
128 : 0 : }
129 : :
130 : 0 : void tline::initTR (void) {
131 : 0 : nr_double_t l = getPropertyDouble ("L");
132 : 0 : nr_double_t z = getPropertyDouble ("Z");
133 : 0 : deleteHistory ();
134 [ # # ]: 0 : if (l > 0.0) {
135 : 0 : setVoltageSources (2);
136 : 0 : allocMatrixMNA ();
137 : 0 : setHistory (true);
138 : 0 : initHistory (l / C0);
139 [ # # ][ # # ]: 0 : setB (NODE_1, VSRC_1, +1); setB (NODE_2, VSRC_2, +1);
140 [ # # ][ # # ]: 0 : setC (VSRC_1, NODE_1, +1); setC (VSRC_2, NODE_2, +1);
141 [ # # ][ # # ]: 0 : setD (VSRC_1, VSRC_1, -z); setD (VSRC_2, VSRC_2, -z);
142 : : } else {
143 : 0 : setVoltageSources (1);
144 : 0 : allocMatrixMNA ();
145 : 0 : voltageSource (VSRC_1, NODE_1, NODE_2);
146 : : }
147 : 0 : }
148 : :
149 : 0 : void tline::calcTR (nr_double_t t) {
150 : 0 : nr_double_t l = getPropertyDouble ("L");
151 : 0 : nr_double_t a = getPropertyDouble ("Alpha");
152 : 0 : nr_double_t z = getPropertyDouble ("Z");
153 : 0 : nr_double_t T = l / C0;
154 : 0 : a = std::log (a) / 2;
155 [ # # ]: 0 : if (T > 0.0) {
156 : 0 : T = t - T;
157 : 0 : a = std::exp (-a / 2 * l);
158 [ # # ]: 0 : setE (VSRC_1, a * (getV (NODE_2, T) + z * getJ (VSRC_2, T)));
159 [ # # ]: 0 : setE (VSRC_2, a * (getV (NODE_1, T) + z * getJ (VSRC_1, T)));
160 : : }
161 : 0 : }
162 : :
163 : : // properties
164 : : PROP_REQ [] = {
165 : : { "Z", PROP_REAL, { 50, PROP_NO_STR }, PROP_POS_RANGE },
166 : : { "L", PROP_REAL, { 1e-3, PROP_NO_STR }, PROP_NO_RANGE },
167 : : PROP_NO_PROP };
168 : : PROP_OPT [] = {
169 : : { "Alpha", PROP_REAL, { 1, PROP_NO_STR }, PROP_POS_RANGEX },
170 : : { "Temp", PROP_REAL, { 26.85, PROP_NO_STR }, PROP_MIN_VAL (K) },
171 : : PROP_NO_PROP };
172 : : struct define_t tline::cirdef =
173 : : { "TLIN", 2, PROP_COMPONENT, PROP_NO_SUBSTRATE, PROP_LINEAR, PROP_DEF };
|
