5.2.9 Синтез аналоговых фильтров
Рассмотрим возможности расчета аналоговых фильтров с помощью встроенной подпрограммы Design. Эта подпрограмма позволяет синтезировать активные и пассивные фильтры с различными типами аппроксимации частотных характеристик. Меню Design содержит две команды Active Filters и Passive Filters, которые имеют одинаковые диалоговые окна, показанные на рисунке 5.28.
а)
б)
Рисунок 5.28 – Диалоговые окна расчета фильтров
На закладке Design выбираются и задаются следующие параметры:
Тип фильтра — Low-Pass – ФНЧ,
High-Pass – ФВЧ,
Band-Pass – полосовой фильтр,
Notch – режекторный фильтр.
Тип аппроксимирующего полинома — Баттерворта, Чебышева, инверсный Чебышева или эллиптический.
Выбирается способ задания параметров АЧХ фильтра — Mode 1 или Mode 2 и задаются числовые значения этих параметров в соответствующих окнах. Названия этих окон расшифровываются на схематическом рисунке.
В области Pole and Zeros выводятся численные значения рассчитанных нулей и полюсов синтезированного фильтра.
На закладке Implementation щелчком мыши по графе Circuit выбирается тип реализации пассивного фильтра (Standart или Dual) или тип схем отдельных звеньев активного фильтра (Sallen-Key, Fleischer-Tow или Tow-Tomas). Кроме того, при синтезе активных фильтров выбирается тип операционных усилителей (Opamp Model to Use). Масштабный коэффициент Impedance Scale Factor используется для изменения значений параметров всех пассивных компонентов.
На закладке Options выбирается формат представления числовых значений параметров компонентов фильтра и параметров передаточных функций, а также выбираются перечень характеристик, графики которых необходимо построить при нажатии кнопки Bode. Пример построения графиков АЧХ и ФЧХ, а также переходной характеристики полосового фильтра приведен на рисунке 5.29.
Рисунок 5.29 – Частотные и переходная характеристики
синтезированного фильтра
На панели Create выбирается тип реализации фильтра: Circuit — в виде принципиальной схемы, Macro — в виде макромодели (рисунок 5.30).
а)
б)
Рисунок 5.30 – Результаты синтеза пассивного фильтра
Отметим, что схема фильтра в виде макромодели содержит цепи для снятия частотных и переходных характеристик — генераторы Impulse и Step. Кроме того, на схемах приводятся передаточные функции низкочастотного фильтра-прототипа и синтезированного фильтров.
5.2.10 Расчет уровня внутреннего шума
В математических моделях компонентов, принятых в программе МС9, так же как и в программе PSpice, учитываются тепловые, дробовые и низкочастотные. Спектральные плотности шума от отдельных источников суммируются. В качестве спектральной плотности выходного шума (размерность В2/Гц) рассчитывается спектральная плотность напряжения между узлами схемы, указанных в спецификации Noise Output. Если в качестве источника входного сигнала включается источник напряжения, то на вход пересчитывается спектральная плотность напряжения, а если источник тока, то спектральная плотность тока. В результате расчета уровня шума на графиках и в таблицах выводятся значения квадратного корня из спектральной плотности напряжения шума (размерность В/Гц) или спектральной плотности тока шума (размерность А/Гц).