Инженерная графика в системе OrCAD
Расчет частотных характеристик и уровня шума
Рис. 4.1. Расчет частотных характеристик и уровня шума
В диалоговом окне задания параметров режима AC Sweep имеются два раздела (рис. 4.1). В первом задаются параметры директивы изменения частоты.
В диалоговом окне в разделе AC Sweep Type определяется характер изменения частоты:
- Linear — линейная шкала;
- Octave — изменение частоты октавами;
- Decade — изменение частоты декадами.
В разделе Sweep Parameters задаются параметры диапазона частот:
- Total Pts., Pts/Decade, Pts/Octave — общее количество точек при выборе линейного масштаба или количество точек по частоте на одну декаду или октаву;
- Start. Freq. — начальная частота;
- End Freq. — конечная частота.
В разделе Noise Analysis устанавливаются параметры расчета спектральной плотности внутреннего шума:
- Noise Enabled — включение режима расчета уровня шума;
- Output Voltage — выходное напряжение;
- I/ V Source — имя входного источника напряжения или тока;
- Interval — интервал п расчета парциальных уровней шума.
Расчет характеристик в частотной области производится после определения режима по постоянному току и линеаризации нелинейных компонентов (это делается автоматически, никаких дополнительных директив не требуется). Все независимые источники напряжения V и тока I., для которых -заданы параметры АС-сигналов (амплитуды и фазы) являются входными воздействиями. При проведении АС-анализа остальные спецификации этих источников, в том числе параметры синусоидального сигнала SIN, не принимаются во внимание, они учитываются при анализе переходных процессов. Результаты расчета комплексных амплитуд узловых напряжений и токов ветвей выводятся по директивам .PRINT, .PLOT или .PROBE.
Приведем примеры текстового задания директив:
.ACDEC2010k100MEG
.NOISE V(5)VIN
.NOISE V(101)VSRC 20
.NOISE V(4,5) ISRC
Результаты расчета уровней шума выводятся в выходной файл .out по директиве .PRINT или .PLOT:
PRINT NOISE <выходная переменная>' PLOT NOISE <выходная переменная>*
В качестве выходных переменных при расчете уровней шума используются следующие имена:
- INOISE, DB(INOISE) —корень(S BX (f)) в относительных единицах и децибелах;
- ONOISE, DB(ONOISE) — корень( S u вых (f)) в относительных единицах и децибелах.
Например:
PRINT NOISE INOISE ONOISE DB(INOISE)
PRINT NOISE INOISE ONOISE
PRINT NOISE ONOISE DB(ONOISE)
Графики спектральных плотностей можно построить с помощью программы Probe. Причем помимо суммарных спектральных плотностей INOISE и ONOISE доступны и парциальные спектральные плотности напряжения выходного шума, обусловленные отдельными источниками шума. Для их построения в программе Probe используются специальные обозначения, приведенные в п. 15.
По результатам расчета спектральной плотности внутреннего шума легко вычисляется дифференциальный коэффициент шума линейного четырехполюсника, изображенного на рис. 4.2, а. Как известно, дифференциальный коэффициент шума равен
Kш=S u вх . эк (f)/S u r
где S u вх . эк (7) — спектральная плотность напряжения, обусловленного шумом сопротивления генератора R r и внутренним шумом четырехполюсника, пересчитанная на его вход, S U BX ЭK (f) = INOISE 2 ; S ur = 4kT 0 R r — спектральная плотность напряжения шума сопротивления генератора; k = 1,38-10" 23 Дж/°С — постоянная Больцмана; Т 0 = 300 К — номинальная абсолютная температура.
