4.4 Анализ частотных характеристик (ac Analysis)

В режиме АС сначала рассчитывается режим схемы по постоянному току, затем линеаризуются все нелинейные компоненты и выполняется расчет комплексных амплитуд узловых потенциалов и токов ветвей. При линеаризации цифровые компоненты заменяются их входными и выходными комплексными сопротивлениями, передача сигналов через них не рассматривается.

Ко входу схемы должен быть подключен источник синусоидального SIN или импульсного PULSE сигнала или сигнала USER, форма которого задается пользователем. При расчете частотных характеристик комплексная амплитуда этого сигнала полагается равной 1В, начальная фаза нулевая, а частота меняется в пределах, задаваемых в меню AC Analysis Limits.

После перехода в режим анализа частотных характеристик, при отсутствии ошибок в схеме, открывается окно задания параметров моделирования АС Analysis Limits. В этом окне имеются следующие разделы.

Команды:

Run (F2) - начало моделирования;

Add – добавление еще одной строки спецификации вывода результатов после строки, отмеченной курсором;

Delete – удаление строки спецификации вывода результатов, отмеченной курсором;

Expand – открытие дополнительного окна для ввода текста большого размера при расположении курсора в одной из граф, содержащих выражения, например, Y Expression;

Stepping – открытие диалогового окна задания вариации параметров;

Help – вызов системы помощи.

Числовые параметры:

Frequency Range – спецификация конечной и начальной частоты по формату Fmax,Fmin;

Number of Points – количество точек по частоте, в которых производится расчет частотных характеристик;

Temperature – диапазон изменения температуры, формат High ,Low ,Step;

Maximum Cange, % - максимально допустимое приращение графика первой функции по частоте ( в процентах от полной шкалы). Принимается во внимание только при выборе опции Auto;

Noise Input – имя источника сигнала, подключенного к выходным зажимам цепи;

Noise Output – номера узлов выходных зажимов цепи, в которых вычисляется спектральная плотность напряжения выходного шума цепи. Формат узел 1, узел2.

Вывод результатов моделирования:

В левой нижней части экрана расположена группа пиктограмм, аналогичная соответствующей группе при анализе переходных процессов. Исключением является отсутствие пиктограммы User File.

Выражения:

X Expression–имя переменной, откладываемой по оси Х. Обычно при анализе частотных характеристик по этой оси откладывается частота F;

Y Expression – математическое выражение для переменной, откладываемое по оси Y. В частном случае это может быть простая переменная, например, V(L1). Для расчета уровня внутреннего шума в графе Y Expression указывают имена переменных ONOIS, INOISE, при этом графики других переменных одновременно выводить на экран нельзя.

Остальные выражения аналогичны выражениям при анализе переходных процессов.

Опции:

Run Options – управление выдачей результатов расчетов. Аналогично соответствующей опции при проведении анализа переходных процессов;

Frequency Step – шаг изменения частоты

Auto – автоматический выбор шага по частоте;

Fixed Linear – расчет с постоянным линейным шагом по частоте;

Fixed Log – расчет с постоянным шагом на логарифмической шкале частоты.

Auto Scale Ranges – присвоение признака автоматического масштабирования “Auto” по осям X и Y для каждого нового варианта расчетов.

После перехода в режим частотных характеристик в составе меню команд появляется новый режим АС, имеющий команды, аналогичные командам при расчете переходных процессов.

При расчете уровня внутреннего шума спектральные плотности шума от отдельных источников складываются. В качестве спектральной плотности выходного шума (размерность В²/Гц) рассчитывается спектральная плотность напряжения между узлами схемы, указанными 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).