Глава IV . Анализ схемы в частотной области на примере RC , CR , LRC цепочки.
Внимание! Приведенное ниже моделирование выполнено для частоты среза 10 кГц и резонансной частоты 10 кГц.
А) Моделирование RC -фильтра.
Соберите RС-фильтр как показано на рис.1. В настройке источника напряжения задайте сигнал вида 1+ sin. Номиналы емкости и сопротивления рассчитываются из частоты среза (методика расчета приведена в 3 главе).
Рис.1
Постройте АЧХ и ФЧХ фильтра. Для этого зайдите в Setup Simulansions (настройка моделирования), выберите AS Frequency Sweep и выберите необходимые параметры, а именно Start Value (начальное значение), Stop Value (конечное значение) и Number of Steps per Interval (количество точек в интервале).
Рис.2
Рис.3
Постройте АЧХ в дБ. Для этого укажите, в какой точке требуется построение и вид построения.
Рис.4
B2 Spice смоделирует АЧХ, как показано на рис.5.
Рис.5
По результатам моделирования видно, что RC цепочка является фильтром нижних частот.
Воспользуйтесь функцией увеличения, чтобы убедиться, что частота среза находится на уровне -3 дБ.
Рис.6
Рис.7
Постройте ФЧХ фильтра. Для этого укажите, в какой точке требуется построение и вид построения.
Рис.8
B2 Spice смоделирует ФЧХ, как показано на рис.9.
Рис.9
В) Моделирование CR -фильтра.
Соберите CR-фильтр как показано на рис.10. В настройке источника напряжения задайте сигнал вида 1+ sin. Номиналы емкости и сопротивления рассчитываются из частоты среза (методика расчета приведена в 3 главе).
Рис.10
Постройте АЧХ и ФЧХ данного фильтра, как описывалось ранее.
АЧХ имеет вид:
Рис.11
По результатам моделирования видно, что CR цепочка является фильтром верхних частот.
Увеличим отрезок на уровне -3 дБ.
Рис.12
ФЧХ имеет вид:
Рис.13
С) Моделирование параллельного колебательного контура.
Соберите колебательный контур, как показано на рис.14
Рис.14
Резонансная частота находится по формуле Томпсона:
,
Исходя из этой формулы:
Исходя из полученного равенства принимаем L=10мкГн и С=25,3мкФ. Сопротивление нагрузки принимаем равным 1кОм.
Как было описано ранее, выберите в какой точке необходимо построение (в данном случае в четвертой) и запустите процесс моделирования АЧХ. Задайте изменение амплитуды в децибелах.
Рис.15
Для большей наглядности целесообразно изменить Start Value (начальное значение), Stop Value (конечное значение) в настройке моделирования.
Рис.16
Запустите построение АЧХ с новыми параметрами моделирования.
Рис.17
Теперь постройте ФЧХ фильтра.
Рис.18
D ) Моделирование последовательного колебательного контура.
Соберите колебательный контур, как показано на рис.14
Рис.14
АЧХ данного колебательного контура имеет вид:
Рис.15
ФЧХ имеет вид:
Рис.16