Программа схемотехнич моделир Micro-Cap 8 М.А.Амелина 2007-600RM (967609), страница 55
Текст из файла (страница 55)
При этом в графическом окне грубо (с неоптимальным шагом) выводится оптимизированная АЧХ, на которой отмечены заданные точки (рис. 7.9). Для построения характеристики в обычном режиме примем сделанные в схеме изменения, нажав Арр/у, и выйдем из диалогового окна оптимизации. Теперь можно запустить анализ оптимизированной схемы, нажав Р2. 7. Дополнительные возиоэеноети оеновныл видов анализа 251 Рис. 7.10, Вид АЧХ н параметры компонентов схемы восле оптимизации См. также примеры ор12.с(г, ор13.с(г из каталога Ай)А! УВ(8)ОРТ!М!2Е.
Спектральный анализ (анализ Фурье) В М!сгоСар-8 группа функций, базирующихся на основе быстрого преобразования Фурье (Еав! Еоцг!ег Тгапз1опп — ЕЕТ), предназначена для получения информации о поведении схемы в частотной и временной областях на основе имеющихся результатов анализа переходных процессов (Тгалз1ел1) и частотных характеристик (ЯС) соответственно. Спектрального анализа как обособленного вида расчетов в М!сгоСар-8 нет. Для его проведения необходимо в графах г' ехргезиоп окна Апа!уз(з ( )- гпйз при проведении Тгапв)еп1- или АС-анализа задать соответствующие функции (подробно рассмотрены ниже). Кроме того, пункт ЕЕТ Игулбоигв меню Тгале(елг позволяет быстро построить некоторые наиболее часто используемые функции спектрального анализа.
Особенности версии М!сгоСар-В ° Окно ЕЕТ Иг1ИООуу позволяет автоматизировать задание некоторых наиболее часто используемых функций спектрального анализа. ° Закладка ЕЕТ в диалоговом окне Р1о1 Ргорелбез (Р10) используется вместо диалогового окна ОВР рагагпе1егз, которое было в прежней версии программы (М!сгоСар-7). 252 Программа ехемотехннчееяого мооеяироаання ЛвогоСар-В Принцип работы функций спектрального анализа Все функции спектрального анализа используют встроенную подпрограмму быстрого преобразования Фурье (ЕЕТ).
Для работы этой подпрограммы требуется 2 параметра; 1) И вЂ” количество отсчетов функции; 2) ОŠ— шаг по частотной оси. Параметр И принимается равным целому числу, указанному в поле ИитЬег ог г!а!а ро(п1з закладки ЕЕТ диалогового окна Рlо1 Ргорепуез (Е10). М может быть целым числом, равным целой степени двойки, и при этом должно находиться в диапазоне от Ит!п=8=2' до Игпак<1048576<2 '. Типичное значение И<1024.
Значение параметра ОЕ находится из установок Тгапз~еп1- и АС-анализа. В режиме анализа переходных процессов Тгапэ!еп! по выходному сигналу, как правило, определяется его спектральный состав. Для этого необходимо задать частоту первой гармоники. ОЕ представляет собой частоту первой гармоники сигнала и определяется по формуле ггг— 1 < 1!ррег Т!те Т.!т!! > — < Т.онгег Т!те Т.!т!! > где <Уррег Т(те !.!гп!й> и <!.оигег Т~те !.йпй> берутся из установок закладки ЕЕТ диалогового окна Р!о! Ргорег!lез (Е10). Интервал ОЕ представляет собой интервал между соседними отсчетами ЕЕТ-функций и всегда равен частоте первой гармоники выходного сигнала (в режиме анализа переходных процессов). Весь частотный диапазон гармоник получается следующим образом: Номер отсчета Содержимое 1 НО или постоянная составляющая сигнала Е=О 2 Н1, 1-я гармоника сигнала с частотой Е=ОЕ 3 Н2, 2-я гармоника сигнала с частотой Е=2*ОЕ И НИ, (М вЂ” 1)-я гармоника сигнала с частотой Ем(И вЂ” 1)*ОЕ В режиме анализа частотных характеристик (АС) по известной частотной характеристике путем обратного преобразования Фурье может быть найдена импульсная характеристика (реакция схемы на единичную 8-функцию).
Данный режим, правда, используется крайне редко. Шаг по оси времени для определения поведения системы во временной области ОТ определяется по формуле 1 1 ОТ= Т!те 5!ер— ггг Бррегргедиепсуу.!т!! где <Уррег Егег!иепсу (.йпй> берется из установок закладки ЕЕТ диалогового окна Рlо! Ргорегйез (Е10).
Функции ЕЕТ могут использоваться как в частотном (АС) анализе, так и в анализе переходных процессов (Тгапз!еп!). гбЗ 7. Донолнителиные возтозннооти оеновнит видов пнализо При использовании в режиме Тгалз!епг берется заданное количество отсчетов И на заданном интервале для выходных функций, зависящих от времени. На основе этого массива отсчетов рассчитываются И коэффициентов быстрого преобразования Фурье для частот, расположенных на расстоянии 0Е друг от друга (так работают функции ЕЕТ и НАЙМ).
Увеличение Ттах приводит к уменьшению шага по частоте 0Е, т. е. к увеличению разрешения по частоте и снижению максимальной частоты в результирующих ЕЕТ-функциях, поскольку йпах=(И-1) 0Е. Увеличение количества отсчетов И увеличивает верхнюю границу частотного диапазона. При использовании функций в режиме частотного анализа (АС) берется заданное количество отсчетов частотного спектра И (выходной функции схемы, зависящей от частоты).
На основе этого массива путем обратного преобразования Фурье !ЕТ рассчитываются И отсчетов временной функции, отстоящих друг от друга на интервал дискретизации 0Т. Правда, подобное использование дискретного обратного преобразования Фурье представляет лишь теоретический интерес, поскольку необходимая временная характеристика системы (импульсная) может быть получена непосредственно при анализе переходных процессов.
Увеличение ггпах приводит к уменьшению временного шага 0Т, т. е. к увеличению разрешения по времени и снижению максимального времени в результирующих !ЕТ-функциях, поскольку !тах=(И вЂ” 1).0Т. Увеличение количества отсчетов И увеличивает верхнюю границу временного диапазона. Таким образом, разрешение, диапазон и точность расчетов определяются для каждого вида анализа параметрами И и 0Е (07) операций прямого (обратного) быстрого преобразования Фурье. Функции на основе быстрого преобразования Фурье (ЕЕТ-функции) При проведении анализа Фурье в поле У ехргезз!ол окна Ала!Уз!з (!т!(з необходимо записать соответствующие функции. М!сгоСар-8 позволяет использовать следующие ЕЕТ-функции.
НАЙМ(ц). Вычисляет амплитудные значения гармоник сигнала и(!). НАЙМ близка к ЯР!СЕ-функции, вычисляемой директивой .ЕО0Й. В результате ее выполнения возвращаются следующие величины: Номер отсчета Содержание 1 НО, амплитуда нулевой гармоники или постоянная составляющая 2 Н1, амплитуда 1-й гармоники 3 Н2, амплитуда 2-й гармоники НИ, =амплитуда (И-1)-й гармоники Примеры; НАЙМ(Ч(00Т)) — амплитуды гармоник напряжения Ч(00Т). НАЙМ(!С(01)) — амплитуды гармоник тока !С(С)1).
254 Программа схемотехначеско о моделарооаахл М~сгоГар-8 ТН0(8[,РР]). Вычисляет текущий накапливающийся коэффициент гармоник спектра 8, в процентах относительно уровня составляющей на частоте г!.с; если частота Рй не указана, то относительно составляющей на частоте 1-й гармоники, равной 1/Тгпах, в анализе переходных процессов. Возвращает следующие значения: Отсчет Содержание 1 0 2 0 3 Уровень 2-й гармоники в % относительно 1-й гармоники 4 Уровни 2-й и 3-й гармоник в % относительно 1-й гармоники Н Суммарно все !ч'-2 гармоник в % относительно 1-й гармоники Величина отсчета с номером т функции ТН0 определяется следующим образом: ТНО.„= 100 где Нт = Примеры: ТН0(НАВМ(Ч(1))) — полный коэффициент гармоник напряжения Ч(1).
ТН0(НАВМ(!(01))) — полный коэффициент гармоник тока ((01). 1Н0(8[,РЩ). Вычисляет коэффициент гармонических искажений отдельных составляющих спектра 8, в процентах относительно уровня составляющей на частоте Ей; если частота Ргс не указана, то относительно составляющей на частоте первой гармоники, равной 1/Тгпах. Возвращает следующие значения. Отсчет Содержание 1 0 2 О 3 Отношение амплитуд 2-й и 1-й гармоник, выраженное в % 4 Отношение амплитуд 3-й и 1-й гармоник, выраженное в % Н Отношение амплитуд (Н вЂ” 1)-й и 1-й гармоник, выраженное в % Величина отсчета функции (Н0 с номером т определяется выражением 100 глад[На,) тиу(Н! ) Примеры: (Н0(НАВМ(Ч(А))) — индивидуальные коэффициенты гармоник напряжения Ч(А). (Н0(НАВМ()В(01))) — индивидуальные коэффициенты гармоник тока )В(01).
РЕТ(и). Вычисляет значения классического прямого преобразования Фурье дискретных отсчетов сигнала ц(!). Отличается от функции НАВМ множителем 255 7. Дополнпзпелнние аозлзожноети оеноонтх ааааа анализа Х(/) = — '+') ~ан.соз(2п У /; /)ч-/зн з(п(2зг /)/ /; /)], 2 где /; — фундаментальная частота или частота 1-й гармоники. Функция ЕЕТ вычисляет комплексную величину, действительная часть которой содержит промасштабированную последовательность коэффициентов ан, а мнимая — промасштабированную последовательность коэффициентов 5н Отсчет 1 2 3 ЯРА/.(ЕЕТО) /МА В(ЕЕТ()) ао'М 0 а, М/2 Ьз М/2 аз М/2 Ьз.М/2 М а,, М/2 Ьн, М/2 Обратное преобразование Фурье от функции прямого преобразования Фурье вычисляет исходную функцию времени, т. е, (ЕТ(ЕЕТ(х(!)))=х(!).
Примеры: ЕЕТ(Ч(А)) — прямое преобразование Фурье напряжения Ч(А). ЕЕТ((В(01)) — прямое преобразование Фурье тока базы (В(С)1). Функции НАВМ, !Н0, ТН0 и ЕЕТ преобразуют функцию времени в частотно-зависимые спектры. Таким образом, при использовании одной из этих функций в качестве У-выражения (У ехргеээюп), в качестве Х-выражения (Хехргеззюл) необходимо использовать частоту (Е). Верхняя граница частотного диапазона по оси Х обычно первоначально устанавливается в пределах от 5*0Е до 10*0Е.
ЕЗ(щ[[М1],М2]) — решетчатая функция времени, построенная по гармоникам с номерами от М1 до М2 спектра функции времени о(!). М1 по умолчанию принимается равной нулю (постоянная составляющая), а М2 — числу отсчетов быстрого преобразования Фурье, поделенному на 2 ((ЕЕТ МигпЬег о1 Ро!п(з)/2).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
