一、文檔背景
本文以 Altium Designer 軟件來介紹帶通濾器的原理及其仿真過程,以便新手用戶快速掌握交流掃描仿真分析的應(yīng)用。
二、交流掃描分析
交流掃描分析(AC SweepAnalysis)其分析的過程:將交流信號源的頻率從低到高變化(即掃描)輸入到電路中,再記錄每個頻率對應(yīng)輸出的幅度與相位的結(jié)果。交流掃描分析是在正弦小信號工作條件下的一種頻域分析,是一種線性分析方法。通過分析可以得到電路的幅頻特性和相頻特性。
三、執(zhí)行AC Sweep Analysis
打開 VSIN 組件屬性并編輯 VSIN 仿真模型。檢查【Stimulus Type】:Sinusoidal(正弦信號);【Parameters】:AC Magnitudea (交流幅值)=1; AC Phase(交流相位)=0
圖 1
打開【Simulation Dashboard】仿真儀表盤,設(shè)置交流掃描參數(shù):頻率范圍,Start Frequency(起始頻率)設(shè)為 100,End Frequency(停止頻率)設(shè)為 100k,Points/Dec(測試點)設(shè)為 100。Type 為Decade。點擊【Run】
圖 2
在生成的波形查看器中,X 軸顯示的是頻率范圍,Y 軸顯示的是輸出的幅度。(幅頻特性曲線)
圖 3
對于顯示的輸出波形,要查看以 dB 為單位顯示的輸出信號,直接雙擊波形名稱。在"編輯波形"的"復(fù)合函數(shù)"部分,將"幅度"選擇改為"幅度(dB)"。點擊【Create】。
圖 4
此時顯示以 dB 為單位繪制的波形。
圖 5
在【Simulation Dashboard】仿真儀表盤,添加輸出波形 V(out),將【Complex Functions】復(fù)合函數(shù)設(shè)置為【Phase (Deg)】相位(度),并選擇“添加到新的Y軸”,從而添加相位。點擊【Create】。(相頻特性曲線)
圖 6
為 dB(out) 波形啟用兩個光標(biāo)。右擊波形名稱并選擇【Cursor A】,然后再次選擇【Cursor B】。點擊光標(biāo) B,然后點擊工具欄找到最大點。
圖 7
在【Sim Data】模擬數(shù)據(jù)面板的測量面板部分,為光標(biāo) A 的 Y 值輸入一個值,使得( B 的 Y 值)-( A 的 Y 值)為 (-542.43u-(-3))。分辨率只有小數(shù)點后 4 位,因此輸入 -3.0005。結(jié)果顯示 X 的值(代表該點的頻率值 4.8766KHz)。
圖 8
這個技巧只適用于帶通的一側(cè),因此要在最大點的另一側(cè)找到 -3dB 值,就必須移動光標(biāo) A,直到 B-A 的 Y 值為 3。結(jié)果顯示 X 的值(代表該點的頻率值 5.1960KHz)。
圖 9
它的通頻帶在f1(4.8766KHz)~f2(5.1960KHz)之間。它使信號中高于f1而低于f2的頻率成分可以不受衰減地通過,而其它成分受到衰減。