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SPICE的波特图仪有个坑,一不小心就掉进!

时间:2019-01-31 作者:John Dunn 阅读:
MultiSim SPICE仿真与电路设计软件提供了多种测量仪器仿真功能,其中之一就是波特图仪(Bode Plotter),它可为指定的任何电路产生波特图。

MultiSim SPICE仿真与电路设计软件提供了多种测量仪器仿真功能,其中之一就是波特图仪(Bode Plotter),它可为指定的任何电路产生波特图,如图1所示。值得注意的是,其分析结果并非取决于V1的驱动频率。

e0.jpg

图1:工作中的波特图仪(两个例子)

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

为了让波特图仪顺利进行工作,还需要提供一些激励源,例如此处显示的V1源。请注意,为这个源选择任何激励频率都没有关系。波特图仪只会检查电路本身,并给出其波特图结果,而不考虑所选择的激励频率。在上述两种情况下,分析频率的范围是0.001Hz至1GHz。

这样很好,但有个SPICE陷阱,粗心的波特图仪用户一不心就可能落入。请参考我之前所写设计实例文章《零频率IF》中的图2这个零频率IF电路。

e1.jpg

图2:波特图仪无法顺利工作

当输入端的V3与V1和V2所表示的本地振荡器表现出相同的1MHz频率时,R3和R4连接点的信号输出会复制信号输入。然而,波特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2MHz,而另一个输出频率为1MHz减去1MHz,即等于零Hz (这也就是它为什么命名为零频率IF)。每个混频器所接收的1MHz输入,在混频器输出处会被完全抑制。

因此,由于来自V3的信号并不会作用于A1和A2的输出端,因此1MHz的V3到混频器输出端的衰减为无穷大。

即使我们之后在R3和R4连接点构建了V3的复制信号,对于波特图仪也不具有任何意义,因而无法获得可用的波特图结果。

因此,尽管系统为了响应1MHz的输入信号而确实提供了1MHz输出,但就波特图仪而言,V3输入信号从未达到输出端,因而不会显示在屏幕上。

请原谅我,但我不得不坦承这并不是个好兆头。

 本文为《电子技术设计》20192月刊杂志文章。

(原文刊登于ASPENCORE旗下EDN英文网站,参考链接:A Bode plotter limitation in SPICE。)

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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