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PSPICE仿真滤波器及仿真过程中的各种问题!如何写出一个滤波器的传递函数!

时间:2024-09-20 23:19:19浏览次数:17  
标签:仿真 滤波器 文件 原理图 模型 PSPICE 点击

前言:

最近在学习滤波器,包括各种低通滤波器、高通滤波器、带阻、带通等等,以及一些常见的拓扑sallenkey结构、多反馈、Bainter陷波器等等。

于是想着通过一个仿真的模型开始,到最后使用芯片做出实物这样一个学习过程。

对于简单的设计我首选ADI的滤波器设计向导,他们能够提供许多参数的设置并且最后给出设计方案已经spice仿真模型库(这个模型在pspice上仿真会出现很多问题,后面会讲到)。

一、ADI仿真模型生成

选择滤波器类型,我这里选择高通滤波器

根据需要设计自己滤波器的参数(parameters)我这里选择的是通带2khz,阻带250hz

点击这里有一个滤波器响应的调节需要注意,按照自己的需要设计即可

点击查看可以看到其他的参数

到下一步我们就可以看到生成的电路模型了

我们还可以设计元件的容差

还可以查看输入输出阻抗、功率、噪声等参数。

我们点击获取设计就可以下载到模型文件了

文件里面包含了spice文件、BOM、评估板文件以及PDF版图

接下来就是最重要的事情,因为我们要使用pspice进行仿真,而它使用的是自己专有的OLB、lib库文件

二、将spice的cir文件转为pspice的olb、lib文件

我们打开cadence安装目录下面的Cadence PCB Utilities 2022文件夹,找到软件PSpice Model Editor 2022

点击File中的open

选择刚刚ADI下载下来的压缩文件,解压找到SPICE Files->Netlists->.cir文件

就可以打开cir文件里面的spice模型文本

这里我感觉是官方的文本有问题,于是自己改了一下,因为一个运放必然要有vp和vn输入端,为最开始的模型里面是没有INM(反向输入端口)的,所以自己添加了一个引脚,后面导入Capture CIS 2022的时候就可以看到有反向输入端口(没有修改之前olb文件模型里面是没有运放的反相输入引脚的)

点击save as(这一步是为了导出lib文件)——非常重要、非常重要、非常重要!

将后缀改为lib格式

再回到首页,点击一下命令(这一步是为了导出olb文件)——非常重要、非常重要、非常重要!

直到显示0 Error messages, 0 Warning messages才算正确导出成功

像这样

三、将文件导入Capture CIS 2022并画出原理图

在中新建仿真文件,文件结构如下:

添加库文件,选择刚刚导出的olb文件

画原理图

画原理图需要注意的是,必须放置带仿真属性的器件,不然仿真不了的

菜单的英文随便翻译一下就好了,从上到下

1、放置GND

2、电容

3、二极管

4、电感

5、电阻

电源在source里面(有AC、DC),这部分自己去探索,不多讲了!

我们画完原理图有一件很重的事情那就是配置仿真文件

命名和路径自己去放(不要有中文就好了)

我这里选择交流分析,所以设置频率从1HZ到10KHZ,100个点

最最重要的一步来了,如果这一步没有设置好,前面的活全白干!

找到刚刚自己导出的lib文件,将他放到...\tools\pspice\library(这个是我自己的路径也是软件安装的路径,其他路径我还没有试过,你们自己去试试看)

回到原理图界面点击运放器件,再点击tool中的Generate Part——这一步是为了配置olb文件的路径,相当重要!!因为我设置过了所以按键是虚的!

全部设置完后以在这里找到你刚刚设置的仿真文件

全部配置完成后需要放置一些探针,是为了获取端口的基本参数的

更多的还可以点击这里

经过了这么多的设置,终于可以运行仿真了

点击run后就会跳转到PSpice AD 软件中

生成图像我们可以测量一些参数

下面这个是ADI向导工具生成的仿真图

四、最重要的一件事就是计算它的传递函数

以下是我全程手算的传递函数,如果有错请指正,

最后的传递函数有个数算错了

指正如下:

通过MATLAB仿真绘制bode图

通过MATLAB仿真绘制Nyquist图

文章到这里就结束了,由于很久没有学过自控了,关于bode图和Nyquist图分析系统的性能我就省略了,以后有时间的话会重新出一篇文章详细说明!所以这也就意味着以上的所有数据我都是没有经过验证的。

如果您看到这里我相信你是真的认真看完的,如果文中有任何数据上的计算错误,请一定要告知我,这对我学习滤波器非常重要,因为这次做这个时间比较仓促,所以很多数据都没有去用自控的知识点去验证,所以有错在所难免!

以上的所有资料(包括pspice源文件以及模型文件、MATLAB仿真文件、传递函数计算过程)我会放到以下链接免费供大家学习分享!!

通过网盘分享的文件:high_pass_filter_AD8657.rar
链接: https://pan.baidu.com/s/1h5UY5yUpwoboTsLeDaEgaQ 提取码: cqy1

五、思考

        上面我们已经通过各种工具设计了一个合适自己要求的滤波器,那现在问题来了,我们全程的验证的唯一开端是ADI提供了原理图已经符合常规的电阻阻值和运放芯片,但是在实际生活中所用到的各种滤波器在设计过程中很大程度都不是这么顺利的,而且设计出来的参数也可能存在很严重的缺陷,所以以上文章的所有都只是提供了一种少见且常规的滤波器设计思路,在实际滤波器设计过程中需要学习很多知识,我相信看到这里的人很多都是大佬,希望评论区相见,互相学习!

        这篇文章是这个账号的第一篇文章,下面是我小红薯的主页,我小红薯也会发这篇文章,就不说名字了不想遇到熟人!知道我小红薯的人至少能证明这个cadn账号是我的!

标签:仿真,滤波器,文件,原理图,模型,PSPICE,点击
From: https://blog.csdn.net/m0_46307539/article/details/142378243

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