5.3. Порядок проведения анализа в частотной области

В разделе 4.1 рассмотрены характеристики РЭС, которые могут быть получены в результате проведения анализа в частотной области (АС Analysis). Для проведения анализа (рис. 5.20) в меню команд кнопкой Analysis реализуется команда Analysis/AC, после чего на экране появляется окно задания параметров моделирования (АС Analysis Limit).

В верхней части окна (рис. 5.21) расположены кнопки команд: Run, Add и т.д. Ниже в средней части экрана расположена таблица, в которую надо занести числовые параметры режима анализа.

Frequenz Range (диапазон частот): в правую пустую клетку записывается максимальное значение частоты и через запятую минимальное значение частоты, которое должно быть больше нуля.

Number of Points (количество точек по частоте): минимальное значение равно 5. При линейном законе шаг приращения по частоте f=(F_MAX-F_MIN) / (число точек-1). При логарифмическом законе отношение соседних точек по частоте равно .

Temperature – диапазон изменения температуры. Сначала указывается максимальное значение через запятую минимальное и через запятую шаг.

Maximum Change, % - максимально допустимое приращение частотной характеристики на шаг приращения частоты.

Noise Input – имя источника сигнала, подключенного ко входу, задается при расчете шумов.

Noise Output – номера узлов через запятую, в которых вычисляется спектральная плотность напряжения шума, задается при расчете шумов.

Рис. 5.21. Окно задания параметров моделирования AC

В нижней правой части экрана расположена таблица выражений, используемая при построении графиков. Количество строк в таблице равно числу характеристик, которые будут получены в результате анализа. Например, нужно рассчитать АЧХ в одном узле – одна строка, нужно рассчитать АЧХ в трех узлах и характеристику группового времени в двух узлах – пять строк и т.д. При необходимости число строк может быть увеличено нажатием кнопки ADD или удалено нажатием кнопки Delete.

В первом столбце Р каждой строки записывается номер характеристики. Во втором столбе XExpression (имя переменной Х или выражения) записывается имя переменной, откладываемой по оси Х. Обычно это частота – F. В третьем столбце YExpression – математическое выражение для переменной, откладываемой по оси Y. Это может быть напряжение в узле, например V(5), это же напряжение в децибелах dB(V(5)), Ph(V(5)) – фаза в градусах, gd(V(5)) – групповое время запаздывания и т.д. В четвертом столбце ХRange записывается максимальное и через запятую минимальное значение переменной Х на графиках. Если минимальное значение равно нулю, то его не записывают. В пятом столбце YRange записываются максимальное и через запятую минимальное значения переменной Y на графике. Если минимальное значение равно нулю, то его не записывают.

Слева от каждой строки таблицы выражений расположены кнопки, определяющие характер графического вывода данных, задаваемых в этой строке.

Первая кнопка устанавливает логарифмическую или линейную шкалу Х, вторая кнопка логарифмическую или линейную шкалу Y. Третья кнопка вызывает меню краски графика. Четвертая кнопка образует текстовый выходной файл, который просматривается нажатием на клавиатуре клавиши F5. Нажатием пятой кнопки выбирается система координат, в которой строится график, а именно прямоугольная, полярная или Smith-диаграмма.

В правом верхнем углу экрана находятся следующие опции.

Опция Run Option – управление выдачей результатов расчетов, возможны три случая:

Normal – результаты расчетов не сохраняются, это рекомендуемый режим;

Save – результаты расчета сохраняются в бинарном дисковом файле <имя схемы>.ASA;

Retrieve – считывание последних результатов с дискового файла с построением графиков и таблиц как после обычного расчета.

Опция State Variables – установка начальных значений, возможны три случая:

Zero – начальные условия равны нулю (наиболее распространенный случай);

Read – начальные условия считываются из предварительно созданного файла <имя схемы>.TOP (редко используется);

Leave – в качестве начальных условий используются значения, полученные при расчете предыдущего варианта.

Опция Operation Point – включение режима расчета по постоянному току. Если опция включена, то начальные условия заменяются на полученные из расчета по постоянному току. Начальные значения являются теми самыми дополнительными параметрами, которые обсуждались в разделах 4.2, 4.3.

Опция Frequence Step – шаг изменения частоты, возможны три случая:

Auto – автоматический выбор шага по частоте;

Fixed Linear – выбор постоянного линейного шага по частоте;

Fixed Log – выбор постоянного логарифмического шага по частоте.

Опция Auto Scale Ranges – автоматическое масштабирование оп осям X, Y. Необходимо отключить при проведении анализа Монте-Карло.

Нажатие кнопок команд в верхней части экрана реализует следующие операции:

Run – переход в состояние моделирования;

ADD – добавление новых строк в таблице выражений;

Delete – удаление строки из таблицы выражений;

Expand – открытие окна текста для ввода, если в строке таблицы выражений не хватает места;

Stepping – открытие окна для задания вариации параметров. Если окно вариации параметров заполнено, то анализ характеристик производится в режиме Stepping – пошаговое изменение с расчетом и выводом на экран характеристик на каждом шаге.

В соответствии с заданием, установленным на рис. 5.21 для схемы дифференциального усилителя (рис. 5.19), будут рассчитаны АЧХ (в дБ) и ФЧХ для выходного напряжения между узлами 1 и 4.

После нажатия клавиши Run на экране появляется окно с графиками рассчитанных характеристик (рис. 5.22).

Рис. 5.22. Амплитудно и фазо-частотная характеристики