特性曲线的非线性引起的输出波形失真线性失真又分为幅频失真和相.PPT

11.4 Transient Analysis （瞬态分析） 【案例3】如图11-17为RC充电电路，设电容器C初始储能为零（零状态响应），用瞬态分析法求充电开始后,流过电容器的充电电流和电容器两端电压的变化情况。 图中分析参数的设置如下：初始条件为0（即选择set to zero）；起始时间为0S；终点时间为0.1S（100ms）；最大时间步长设置为自动产生时间步长。在“Output”页面首先选择V(Probe1)为输出项，然后单击“Simulate”按钮，立即弹出如图11-18的分析结果。 图中RC充电电路的时间常数τ=RC=1000Ω×10×10-6=0.01s=10ms，工程上认为当充电时间达到（3~5）τ时，充电基本完成。由图11-18中可以看出，电容器两端电压按指数函数规律逐渐增大，当充电时间达到5τ（即50ms）时，电容器两端电压被充值11.92V。 接着看图11-19，这是用瞬态分析得出的充电电流变化曲线。分析参数的设置按图11-16进行，只是在“Output”页面选择I（Probe1）为输出项，然后单击“Simulate”按钮立即弹出如图11-19的分析结果。从图中可以看出，充电开始瞬间，充电电流瞬间达到12mA，这一瞬间电容器相当于短路。之后，充电电流按指数函数规律减小，当充电时间达到5τ时，充电电流变得很小，接近为0，充电过程基本完成。 11.4 Transient Analysis （瞬态分析） 图11-18 充电电压分析结果 图11-19 充电电流分析结果 在使用“瞬态分析”法时，应用“测量探针”，可以同时观察到电容器充电过程中各个时段电压和电流波形变化规律。如果用“节点”，只能看到充电时电容器两端电压变化规律。 11.4 Transient Analysis （瞬态分析） 【案例4】图11-20为电感三点式正弦波振荡电路，用瞬态分析法分析振荡过程。 分析参数设置如下：初始条件为“采用直流工作点分析结果”，起始时间为0S，终点时间为5e-04（即5×10-4S），最大时间步长设置为：自动产生时间步长。分析结果如图11-21所示。 通过分析可以看出：在满足了相位条件和幅度条件时，通电后电路起振，振荡的幅度逐渐增大，直到振幅不再发生变化，即振荡器从起振到进入稳定状态是需要一段时间的。 图11-20 电感三点式振荡器 图11-21 振荡建立过程 11.5 Fourier Analysis（傅里叶分析） 傅里叶分析（Fourier Analysis）是用于分析周期性非正弦波信号的一种数学方法。它可以将角频率为ω的周期性非正弦波交流信号转换成一系列正弦波、余弦波的和，即 通过傅里叶分析，可以求出周期性非正弦波信号中的直流分量的大小，基波分量和各次谐波分量的大小及相位。 例如在一个小信号低频放大电路中，输入信号为单一频率的正弦波信号(即基波频率)，由于三极管是非线性元件，同时电路中还存在着电抗元件（如耦合电容和三极管的结电容）。因此，经过三极管放大电路放大后的输出信号就不再是单一频率的正弦波信号，而是由多个不同频率、不同幅度的正弦信号组成（基波和多次谐波）的信号。通过傅里叶分析，可以求出放大电路的“谐波总失真”（THD）, 谐波总失真数值越大表示放大器性能越差。 11.5 Fourier Analysis（傅里叶分析） 11.5.1 分析步骤 1）在Multism电路窗口创建仿真电路。确定基波频率和被分析的节点。执行菜单命令：“Simulate→Analysis→Fourier Analysis”，弹出图11-22所示Fourier Analysis对话框，默认打开的是Analysis Parameters（分析参数）标签页，其含义如下： 图11-22 Analysis Parameters对话框 11.5 Fourier Analysis（傅里叶分析） 设置项目 选项 默认值 设置要求 Sampling options 对傅里叶分析的基本参数进行设置 Frequency resolution（基频） 1000Hz 输入信号的主频率，若不知如何设置，单击右边的Estimate按钮，让程序自动设置 Number of harmonics（谐波个数） 9 设置可能产生的谐波个数 Stop time for sampling（停止采样时间） 0.001s 设置停止采样时间。若不知如何设置，单击右边的Estimate按钮，让程序自动设置。 Results 选择仿真结果的输出形式 Display phase（相位显示） 如选中，分析结果会同时显示幅度频谱和相位频谱 Display as bar graph（线条图形显示）