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1 : : /*
2 : : * hbsolver.h - harmonic balance solver class definitions
3 : : *
4 : : * Copyright (C) 2005, 2006, 2007, 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 : : #ifndef __HBSOLVER_H__
26 : : #define __HBSOLVER_H__
27 : :
28 : : #include "ptrlist.h"
29 : : #include "tvector.h"
30 : :
31 : : namespace qucs {
32 : :
33 : : class vector;
34 : : class strlist;
35 : : class circuit;
36 : :
37 : : class hbsolver : public analysis
38 : : {
39 : : public:
40 [ + - ]: 209 : ACREATOR (hbsolver);
41 : : hbsolver (char *);
42 : : hbsolver (hbsolver &);
43 : : ~hbsolver ();
44 : : int solve (void);
45 : : void initHB (void);
46 : : void initDC (void);
47 : : static void calc (hbsolver *);
48 : : void collectFrequencies (void);
49 : : int checkBalance (void);
50 : :
51 : : void splitCircuits (void);
52 : : void expandFrequencies (nr_double_t, int);
53 : : bool isExcitation (circuit *);
54 : : strlist * circuitNodes (ptrlist<circuit>);
55 : : void getNodeLists (void);
56 : : int assignVoltageSources (ptrlist<circuit>);
57 : : int assignNodes (ptrlist<circuit>, strlist *, int offset = 0);
58 : : void prepareLinear (void);
59 : : void createMatrixLinearA (void);
60 : : void fillMatrixLinearA (tmatrix<nr_complex_t> *, int);
61 : : void invertMatrix (tmatrix<nr_complex_t> *, tmatrix<nr_complex_t> *);
62 : : void createMatrixLinearY (void);
63 : : void saveResults (void);
64 : : void calcConstantCurrent (void);
65 : : nr_complex_t excitationZ (tvector<nr_complex_t> *, circuit *, int);
66 : : void finalSolution (void);
67 : : void fillMatrixNonLinear (tmatrix<nr_complex_t> *, tmatrix<nr_complex_t> *,
68 : : tvector<nr_complex_t> *, tvector<nr_complex_t> *,
69 : : tvector<nr_complex_t> *, tvector<nr_complex_t> *,
70 : : int);
71 : : void prepareNonLinear (void);
72 : : void solveHB (void);
73 : : void loadMatrices (void);
74 : : void VectorFFT (tvector<nr_complex_t> *, int isign = 1);
75 : : void VectorIFFT (tvector<nr_complex_t> *, int isign = 1);
76 : : int calcOrder (int);
77 : : void MatrixFFT (tmatrix<nr_complex_t> *);
78 : : void calcJacobian (void);
79 : : void solveVoltages (void);
80 : : tvector<nr_complex_t> expandVector (tvector<nr_complex_t>, int);
81 : : tmatrix<nr_complex_t> expandMatrix (tmatrix<nr_complex_t>, int);
82 : : tmatrix<nr_complex_t> extendMatrixLinear (tmatrix<nr_complex_t>, int);
83 : : void fillMatrixLinearExtended (tmatrix<nr_complex_t> *,
84 : : tvector<nr_complex_t> *);
85 : : void saveNodeVoltages (circuit *, int);
86 : :
87 : : private:
88 : : tvector<nr_double_t> negfreqs; // full frequency set
89 : : tvector<nr_double_t> posfreqs; // full frequency set but positive
90 : : tvector<nr_double_t> rfreqs; // real positive frequency set
91 : : int * ndfreqs; // number of frequencies for each dimension
92 : : tvector<nr_double_t> dfreqs; // base frequencies for each dimension
93 : : nr_double_t frequency;
94 : : strlist * nlnodes, * lnnodes, * banodes, * nanodes, * exnodes;
95 : : ptrlist<circuit> excitations;
96 : : ptrlist<circuit> nolcircuits;
97 : : ptrlist<circuit> lincircuits;
98 : :
99 : : tmatrix<nr_complex_t> * Y; // transadmittance matrix of linear network
100 : : tmatrix<nr_complex_t> * A; // MNA-matrix of linear network
101 : : tmatrix<nr_complex_t> * Z; // transimpedance matrix of linear network
102 : :
103 : : tmatrix<nr_complex_t> * YV; // linear transadmittance matrix
104 : : tmatrix<nr_complex_t> * NA; // MNA-matrix of complete network
105 : :
106 : : tmatrix<nr_complex_t> * JQ; // C-Jacobian in t and f
107 : : tmatrix<nr_complex_t> * JG; // G-Jacobian in t and f
108 : : tmatrix<nr_complex_t> * JF; // full Jacobian for non-linear balancing
109 : : tvector<nr_complex_t> * IG; // currents in t and f
110 : : tvector<nr_complex_t> * FQ; // charges in t and f
111 : : tvector<nr_complex_t> * VS;
112 : : tvector<nr_complex_t> * VP;
113 : : tvector<nr_complex_t> * FV; // error vector F(V) of HB equation
114 : : tvector<nr_complex_t> * IL; // currents into linear network
115 : : tvector<nr_complex_t> * IN; // currents into non-linear network
116 : :
117 : : tvector<nr_complex_t> * IR;
118 : : tvector<nr_complex_t> * QR;
119 : : tvector<nr_complex_t> * RH;
120 : : tvector<nr_complex_t> * OM;
121 : :
122 : : tvector<nr_complex_t> * IC; // source currents into balanced nodes
123 : : tvector<nr_complex_t> * IS; // currents through sources themselves
124 : : tvector<nr_complex_t> * x;
125 : : tvector<nr_complex_t> * vs;
126 : :
127 : : int runs;
128 : : int lnfreqs;
129 : : int nlfreqs;
130 : : int nnlvsrcs;
131 : : int nlnvsrcs;
132 : : int nlnnodes;
133 : : int nnanodes;
134 : : int nexnodes;
135 : : int nbanodes;
136 : : };
137 : :
138 : : } // namespace qucs
139 : :
140 : : #endif /* __HBSOLVER_H__ */
|
