Средства моделирования. Моделирование аналоговых схем. Моделирование цифровых схем, страница 3

Спектральный анализ позволяет оценить не только амплитудный и фазовый спектры сигнала, но и вычислить коэффициент нелинейных искажений гармонического колебания. Естественно, в этом случае на вход цепи следует подать переменное напряжение синусоидальной формы. При отсутствии нелинейных искажений спектр будет содержать только одну гармонику на частоте входного сигнала. При нелинейных искажениях появляются дополнительные гармоники. Их можно оценить через коэффициент нелинейных искажений:

где – амплитуда n-ой гармоники напряжения.

Его и рассчитывает данный режим.

Основные настройки выполняются в окне параметров, изображенном на рис. 4. Важно отметить, что частота напряжения источника на входе цепи и частота первой гармоники Fundamental Frequency должны совпадать.

Рис. 4 Окно параметров режима моделирования «Fourier»

1.1.4  Noise

Следующий режим называется «Noise»– анализ спектра внутренних шумов. В математических моделях компонентов учитываются тепловые, дробовые и низкочастотные фликкер-шумы. Спектральные плотности шума (СПШ) от отдельных источников суммиру­ются. В качестве спектральной плотности выходного шума (раз­мерность В²/Гц) рассчитывается спектральная плотность напряже­ния между узлами схемы, указанными в окне параметров (Рис. 5), поля – Output node, Reference node. Если в качестве источника входного сигнала включается источник напряжения, то на вход пересчитывается спектральная плотность напряжения, а если источник тока, то спектральная плотность тока.

Рис. 5 Окно параметров режима моделирования «Noise»

1.1.5  Distortion

Distortion...– анализ нелинейных и интермодуляционных искажений. Режим предназначен для анализа 2-ой и 3-й гармоник сигнала во всем указанном диапазоне частот. Обычно первые гармоники вносят наибольший вклад в нелинейные искажения, поэтому выбраны только они. Интермодуляционные искажения анализируются при включенной опции F2/F1 (F1 – основная частота, F2 – дополнительная частота) и выбирается отношение этих частот (Рис. 6). Результат анализа – уровень сигнала на суммарной и разностной частоте, т. е. тестируется факт наличия амплитудной модуляции одного сигнала другим. Дополнительно рассчитывается график для частоты 2×F1-F2 (второй гармоники первой частоты минус первой гармоники второй частоты).

Данный режим дополняет расчет коэффициента нелинейных искажений в режиме «Fourier». Он позволяет проанализировать весь диапазон частот, а не отдельную частоту.