使用 PSpice 模擬數(shù)字濾波器
出處:維庫電子市場網(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移定理(延遲定理)推導(dǎo)出來。該定理指出,如果時間函數(shù)f(t) 在時域中 延遲時間T ,則頻域中的結(jié)果是e -sT 的乘積,請參見等式 1。(1).
術(shù)語e sT 通常被稱為延遲算子, 如果它被符號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,回到時域,z -n 對應(yīng)延遲的第n個 樣本,z 0 是當(dāng)前樣本,z n 表示未來的第n個 樣本。
z n = e NST (2)
該設(shè)計理念為 PSpice 中的數(shù)字濾波器頻率響應(yīng)仿真提供了一種快速、簡單且直觀的方法。PSpice 模擬行為建模符號庫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,z域傳遞函數(shù)應(yīng)通過替換z n寫入 LAPLACE 部分 與方程式。(2). 在 PSpice 中,這種替換可以通過定義一個函數(shù)(方程式(3))來完成,而這個函數(shù)是設(shè)計理念的。
.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)字移動平均濾波器交流仿真的 PSpice 原理圖如圖 1所示。移動平均濾波器拒絕頻率在濾波器零點(diǎn)中的任何信號。
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,必須對一個周期的樣本進(jìn)行平均。在 2kHz 采樣率下,一個 PL 周期由 20ms/0.5ms = 40 個樣本組成。平均器可以通過傳遞函數(shù)(輸出 MAV40T)直接模擬,或者通過接近其實(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)來模擬。仿真在 PL 干擾的所有諧波處都有陷波
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