對于模擬電路,一般都是先仿真看看效果,然后再打樣,可以避免出現一些顯而易見的問題,提高成功率。
最近測試的電路里有一個簡單的高通濾波器,發現仿真與實測效果有個很嚴重的差異。因為如果我能預先知道它,電路就會有應對措施來避免它了。圖1是LTspice濾波器的仿真結果, 藍色波形為濾波器的輸出,可以看到,它是單極性的,即0~-1V。而不是雙極性,正負電壓都有。 這樣我就可以放心大膽地在后面加一個比如反相放大器,輸出變成了0~1V,交給ADC采集。因為一般ADC輸入引腳的電壓范圍基本只包含正電壓,絕不能超出絕對額定最大值范圍工作,參見圖2。
圖1 LTspice高通濾波器仿真結果
圖2 某ADC的模擬輸入絕對最大值范圍
而實測結果卻是雙極性的,也就是輸入到ADC信號包含負電壓,已經超過絕對額定最大值范圍了 。那么問題到底出在哪里呢?難道是仿真軟件出問題了。當然這個懷疑其實應該最快排除掉,因為基本器件仿真,各個仿真軟件結果應該都是一樣的,畢竟基本的電路分析方法都是一樣的。但我還是用Tina試了試,一樣的仿真條件,結果基本是一樣的,還是跟實測結果不一樣。
圖3 Tina測試電路與輸入波形
圖4 Tina高通濾波器仿真結果
那么問題到底出在哪里呢?網上查資料發現可能是仿真時間不夠長的原因。加長仿真時間后,果然與實測結果一樣了,即單極輸出經過高通濾波器后,變成了雙極性。參見圖5和圖6。
圖5 延長仿真時間后LTspice的仿真結果
圖6 延長仿真時間后Tina的仿真結果
經此得到的重要啟發是: 以后時域仿真,特別是包含電容充放電的電路,一定要延長仿真時間,否則看不到事物全貌,很可能與實測結果不符 。至于它的原理,雖然我知道跟RC電路的充放電時間有關,但暫時還沒想明白……
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