5.5.5. Пример выполнения анализа переходных процессов

Д ля примера представим анализ прохождения радиоимпульса через параллельный резонансный контур, настроенный на частоту заполнения радиоимпульса.

Рис. 5.28. Схема для анализа прохождения радиоимпульса через резонансный контур (для примера выполнения Transient анализа).

Р ис. 5.29. Задание условий на анализ схемы на рис. 5.28.

Рис. 5.30. Результаты анализа переходных процессов схемы на рис. 5.28.

5.5.6. Спектральный анализ временных функций в режиме Transient

Для любой функции – временной зависимости, построенной при анализе переходных процессов (Transient), может быть выполнен спектральный анализ – разложение ее на гармонические составляющие.

Для этого достаточно в строке спецификации в поле X Expression в качестве независимой переменной задать частоту F, а в поле Y Expression воспользоваться одним из операторов цифровой обработки сигналов (DSP) для спектрального анализа (см. приложение).

Например:

HARM(V(Out)) – расчет гармоник спектра функции V(Out);

FFT(V(Out)) – также расчет гармоник (отличаются от HARM коэффициентом пропорциональности, т.е. размерностью гармоник (FFT для применения обратного преобразования IFT);

MAG(FFT(V(Out))) – модуль спектра по FFT (то же самое, что FFT(V(Out)));

PHASE(FFT(V(Out))) – фаза спектра по FFT и др.

5.5.6.1. Пример применения спектрального анализа

Р ассмотрим применение спектрального анализа для оценки частотных искажений, связанных с нелинейностью передаточной характеристики схемы.

Рис. 5.31. Схема анализа (элементарный усилитель), задание условий и результаты анализа частотных искажений, обусловленных нелинейностью передаточной характеристики каскада.

При применении спектрального анализа для периодически повторяющихся зависимостей, следует иметь в виду, что дискретное преобразование Фурье (и БПФ) предполагает разложение ее на гармоники, кратные частоте F0=1/Tmax (при Tmin=0).

Поэтому характер вычисленного спектра будет зависеть от соотношения периода анализируемой периодической зависимости и заданного интервала анализа Tmax (сравни спектры на рис 5.31. и 5.32).

Р ис.5.32. Результаты анализа схемы на рис. 5.31. при интервале анализа Tmax=0.25мкс, не кратном периоду анализируемой зависимости (1/10кГц=0.1мкс):

5.5.6.2. Выполнение спектрального анализа через меню

После выполнения ПП (Transient) анализа спектральные характеристики, описанные выше и вычисляемые путем ввода соответствующих функций в описание спецификаций Y Expression, могут быть построены непосредственно через меню

- ПП – FFT окно – Добавить FFT окно.

Рис.5.33. Окно для построения спектральных характеристик функций, полученных в результате анализа переходных процессов (Transient).

Здесь же вкладка FFT для задания числа расчетных точек для выполнения БПФ.

5.6. Расчет частотных характеристик (ac Analysis)

Для анализа схем в частотной области к входу анализируемой схемы следует подключить источник переменного напряжения или тока (PULSE, SINE, V, I).

При AC анализе сначала выполняется расчет схемы по постоянному току, затем в области рабочей точки схема линеаризируется и к входному узлу, к которому подключен источник переменного напряжения (тока), «подключается» перестраиваемый по частоте источник гармонического сигнала с амплитудой = 1 и фазой = 0 и выполняется расчет схемы в зависимости от частоты.