使用 PSpice 模擬數(shù)字濾波器
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2023-02-15 16:34:43
通常,拉普拉斯變換用于模擬電路的行為建模,因?yàn)樗鼘r(shí)域轉(zhuǎn)換為復(fù)頻率 s 域。數(shù)字濾波器的頻率響應(yīng)是為特定情況服務(wù)的,可以從拉普拉斯變換的時(shí)移定理(延遲定理)推導(dǎo)出來(lái)。該定理指出,如果時(shí)間函數(shù)f(t) 在時(shí)域中 延遲時(shí)間T ,則頻域中的結(jié)果是e -sT 的乘積,請(qǐng)參見(jiàn)等式 1。(1).
術(shù)語(yǔ)e sT 通常被稱為延遲算子, 如果它被符號(hào)z代替,如等式 1 所示。(2)、拉普拉斯變換上升為所謂的z變換。因此,回到時(shí)域,z -n 對(duì)應(yīng)延遲的第n個(gè) 樣本,z 0 是當(dāng)前樣本,z n 表示未來(lái)的第n個(gè) 樣本。
z n = e NST (2)
該設(shè)計(jì)理念為 PSpice 中的數(shù)字濾波器頻率響應(yīng)仿真提供了一種快速、簡(jiǎn)單且直觀的方法。PSpice 模擬行為建模符號(hào)庫(kù)abm.slb 包含 LAPLACE 部分(拉普拉斯電壓控制電壓源),其中任何s域傳遞函數(shù)都可以用其分子 (NUM) 和分母 (DENOM) 形式編寫。要模擬z域傳遞函數(shù),首先 應(yīng)在電路參數(shù)列表中定義采樣間隔T。接下來(lái),z域傳遞函數(shù)應(yīng)通過(guò)替換z n寫入 LAPLACE 部分 與方程式。(2). 在 PSpice 中,這種替換可以通過(guò)定義一個(gè)函數(shù)(方程式(3))來(lái)完成,而這個(gè)函數(shù)是設(shè)計(jì)理念的。
.FUNC z(n) {exp(n*s*T)} (3)
例如,如果z(-10) 寫在分子或分母形式的某處,PSpice 將 用e -10sT替換z(-10) (s 是 LAPLACE 部分使用的拉普拉斯變量)。當(dāng)量。(3) 可以放在包含文件中,或者更方便地放在新原理圖零件的模板中,F(xiàn)UNCTIONS.
用于數(shù)字移動(dòng)平均濾波器交流仿真的 PSpice 原理圖如圖 1所示。移動(dòng)平均濾波器拒絕頻率在濾波器零點(diǎn)中的任何信號(hào)。
例如,假設(shè)采樣頻率為fs = 2kHz,或T = 0.5ms 。要抑制 50Hz 電力線 (PL) 干擾,必須對(duì)一個(gè)周期的樣本進(jìn)行平均。在 2kHz 采樣率下,一個(gè) PL 周期由 20ms/0.5ms = 40 個(gè)樣本組成。平均器可以通過(guò)傳遞函數(shù)(輸出 MAV40T)直接模擬,或者通過(guò)接近其實(shí)際算法實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)使用延遲塊、增益塊以及求和和差分結(jié)點(diǎn)(輸出 MAV40R)來(lái)模擬。仿真在 PL 干擾的所有諧波處都有陷波
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