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SPICE的波德图绘图工具限制

时间:2019-01-21 作者:John Dunn 阅读:
粗心的波德图绘图工具用户可能一不心就落入SPICE的陷阱…

MultiSim SPICE仿真与电路设计软件提供了多种测量仪器仿真功能,其中之一就是波德图绘图仪(Bode Plotter),它可为指定的任何电路产生波德图(Bode),如下所示。图中值得注意的是,其分析结果并非取决于V1的驱动频率。

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图1:作业中的波德绘图仪(两个例子)

从绘图仪检查相同电路的两个例子来看,其波德图完全相同,但并不受V1的频率不同而影响,左边的V1频率是1kHz,右边的则为100kHz。

为了让波德图绘图仪顺利进行绘制,您还需要提供一些激励源,例如此处显示的V1源。请注意,为此来源选择任何激励频率都不受影响。波德绘图仪将简单地检查电路本身,并在不考虑选用激励频率的情况下绘制其波德图结果。在上述两种情况下,分析频率的范围是0.001Hz至1GHz。

这样的结果当然不错,但是,粗心的波德图绘图工具用户可能一不心就落入SPICE的陷阱。请参考我之前写的部落格文章——「零频率IF特性分析」(Zero frequency IF)

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图2:波德绘图仪无法顺利进行绘制

当输入端的V3,与V1和V2所显示的本地振荡器都表现出相同的1MHz频率时,R3和R4接面的讯号输出复制了讯号输入。然而,波德图绘图仪并未对此作出响应。

原因在于平衡混频器A1和A2各自提供两个输出,一个输出频率为1MHz加1MHz (即等于2 MHz),而另一个输出频率为1MHz减去1MHz,等于零Hz (这也就是它为什么命名为零频率IF)。每个混频器接收的1MHz输入在混频器输出处会被完全抑制。

因此,由于来自V3的讯号并不会作用于A1和A2的输出端,因此,在1MHz时从V3到混频器输出端不断地发生衰减。

即使我们之后在R3和R4接面建构V3的复制讯号,对于波德图绘图仪也不具有任何意义,因而无法获得可用的Bode绘图结果。

因此,尽管为了反应1MHz的输入讯号而确实提供了1MHz输出,但就Bode绘图仪而言,V3输入讯号从未达到输出端,因而并未显示在屏幕上。

请原谅我,但我不得不坦承这并不是个好兆头。

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN美国版;参考链接:A Bode plotter limitation in SPICE,编译:Susan Hong,EETTaiwan)

 

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
John Dunn
John Dunn是资深电子顾问,毕业于布鲁克林理工学院(BSEE)和纽约大学(MSEE)。
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