Глава 1.Основные виды анализа и методика их применения

Тема 3. Анализ по переменному току в режиме малого сигнала

Содержание

  1. Установка параметров AC-симулятора
  2. Использование AC-анализа для оценки линейных шумов
  3. Шумовые источники, учитываемые в линейном режиме

С помощью опции AC Simulation component можно решить следующие задачи:

В процессе предварительно проводимого DC-анализа определяются линеаризованные параметры активных приборов в окрестности рабочей точки. Эффекты, связанные с генерацией гармоник, не учитываются.

В данном разделе представлены следующие примеры моделирования:

Содержание


1. Установка параметров AC-симулятора

Проводится с помощью следующих опций AC-диалогового окна:

Frequency – установка параметров изменения частоты.
Noise – установка параметров шумового анализа в линейном режиме. Панель используется для вычисления шумов и выбора тех узлов, для которых необходим вывод рассчитанных характеристик.
Parameters – установка уровней выводимой информации (см. DC - анализ).
Display – показывать или скрыть рассчитанные параметры на изображении схемы.

  1. Noise – эта опция реализует следующие команды:
    1. Calculate noise – моделирование линейных шумов. Напряжения выводятся для узлов, токи выводятся для ветвей.
    2. Nodes for calculation of noise parameters Select – включает список проименованных узлов, в которых выводятся шумовые параметры.. Сначала используется поле Edit (см. ниже), чтобы добавить имена узлов в окно.
      • Add – добавляет проименованный узел,
      • Cut – удаляет узел,
      • Edit – осуществляет выбор узлов.
    3. Noise contributors – используется для сортировки имен элементов, вклады которых учитываются в требуемых узлах.
    4. Mode – поддерживает установки:
      • Off – определяется суммарный вклад шумовых источников в выходных узлах.
      • Sort by value – сортирует шумовые источники по величине вкладов.
      • Sort by name – сортировка по имени.
    5. Dynamic range to display – установка шумового порога ниже суммарного шума, в дБ, которая определяет, какие шумовые источники выводятся (выводятся те, значения которых оказываются ниже порогового уровня).
    6. Include port noise – используется в случае моделирования тепловых шумов относительно портов.
    7. Bandwidth – полоса, в которой проводится анализ шумов. Рекомендуется значение 1 Гц для оценки спектральной плотности мощности шумов.
  2. Parameters – поддерживает опции:
    1. Frequency Conversion
      • Enable AC Frequency Conversion –используется при малосигнальном анализе преобразователей частоты, когда входные и выходные частоты различаются.
      • Budget
        • Perform Budget Simulation – используется для вывода токов и напряжений на выводах элементов в процессе моделирования. Ток в n-м выводе элемента идентифицируется как …device_name.tn.i, а напряжение - …device_name.tn.v.
    2. Levelsсм. DC - анализ.
    3. Displayсм. DC - анализ.

Содержание


2. Использование AC-анализа для оценки линейных шумов

Для проведения данного вида анализа нужно выполнить следующие шаги:

  1. В моделируемой схеме необходимо проименовать узлы, для которых выводятся шумовые параметры (например, Input и Output).
  2. Открыть диалоговое окно AC Simulation контроллера и выбрать пункт Noise, после этого – Calculate Noise.
  3. В поле Edit ввести имена узлов, в которых необходимо оценить шумовые параметры (см. пункт Noise).
  4. Использовать пункт Mode, чтобы получить вклады от каждого источника шума и провести сортировку этих вкладов по имени. Чтобы получить суммарный шум на выходе, нужно установить параметр Mode в состояние OFF.
  5. Принять значение параметра Bandwidth по умолчанию либо редактировать его.
  6. Ввести в поле Dynamic range to display значение “dB”. Установка по умолчанию принимается, если параметр Mode установлен в состояние ON.
  7. Кликнуть “OK”, чтобы сохранить изменения и закрыть диалоговое окно.
  8. Запустить проект на моделирование.
  9. С помощью опции Window>New Data Display выбрать выводимые параметры.

Чтобы смоделировать тепловые шумы на портах необходимо воспользоваться пунктами алгоритма:

  1. Указать входные и выходные порты на схеме.
  2. Выбрать опцию Include port noise.

Содержание


3. Шумовые источники, учитываемые в линейном режиме

Опция шумового анализа доступна в AC-симуляторе и в симуляторе для расчета S-параметров (см. ниже). В обоих случаях частоты анализа определяются контроллером AC-анализа. Шумовые напряжения и токи сохраняются в блоке данных, если ключевое слово Noise включено в имя параметра, идентифицирующего тип анализа. Анализ проводится для схем с произвольными топологией, количеством портов и учитывает следующие вклады:

  1. Температурные шумы пассивных элементов с активными потерями, в том числе и определяемых файловыми данными.
  2. Температурные и зависящие от смещения шумы активных приборов.
  3. Шумы линейных активных приборов, представляемых в виде четырехполюсника, описываемого файлом данных.
  4. Шумы от источников шума.

Модели нелинейных элементов учитывают один или более шумовых эффектов:

  1. Тепловые шумы, генерируемые паразитными сопротивлениями потерь модели, не зависящими от напряжений смещения.
  2. Шум канала для полевых транзисторов (JFET, MOSFET, HEMT - структуры). Этот шум образуется вследствие теплового шума, шума диффузии поля и других эффектов и зависит от температуры и смещения.
  3. Дробовые шумы, обусловленные токами, протекающими через переходы, которые моделируются для диодов и биполярных транзисторов (зависят от токов смещения и не зависят от температуры).
  4. Фликкер (1/f) шум, который моделируется для большинства активных приборов.
  5. Шум (Burst) низких частот, зависящий от смещения и моделируемый для биполярных транзисторов.

Содержание

Пройти практическое занятие


Назад     Оглавление     Вперед