Obtención de diagramas de Bode mediante el uso de transformada de Laplace y datos de dominio de tiempo de SPICE

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Se da un filtro activo como (para esta pregunta, el filtro puede ser cualquier otro filtro):

EnLTspiceeneldominiodeltiempo,aplicounafuncióndepasoV(entrada)yobtengolosgráficosV(salida)comosemuestraacontinuación(omitolasolucióninicialdelpuntodeoperación):

Sé que en el análisis de CA se puede trazar la función de transferencia para la ganancia y la fase mucho más fácil.

Pero mi pregunta es diferente. Quiero exportar los puntos para V (in) y V (out). Y luego quiero obtener la función de transferencia con estos datos.

Dado que X (s) * H (s) = Y (s) donde H (s) es la función de transferencia, X (s) es la transformada de Laplace de entrada y Y (s) es la transformada de Laplace de salida. Así que planeo hacer lo siguiente:

L {V (in)} * H (s) = L {V (out)}

Y luego planeo encontrar H (s) utilizando MATLAB o cualquier otra herramienta. Una de las razones por las que lo hago es verificar si mis resultados para H (s) serán similares a los de LTspice. También planeo usar este método para una situación de la vida real.

Mi pregunta es:

Si mi forma de hacer tiene sentido, para obtener las transformadas de Laplace de V (entrada) y V (salida), ¿qué intervalo debo usar? Como ves, las parcelas comienzan de 0 seg a 1 seg. Y el paso ipout comienza a 0.1sec. ¿Puedo simplemente tomar la transformada de Laplace de Vin y Vout durante los 1 segundos completos y hacer los cálculos? ¿Hay alguna restricción aquí?

    
pregunta user164567

1 respuesta

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Si mi forma de hacer tiene sentido, obtener las transformadas de Laplace de   V (in) y V (out) ¿qué intervalo debo usar? Como ves las parcelas.   comenzar de 0 seg a 1 seg. Y el paso ipout comienza a 0.1sec. Puedo   simplemente tome la transformada de Laplace de Vin y Vout para todo el 1   segundos y hacer las matematicas? ¿Hay alguna restricción aquí?

Una mejor manera de hacer esto en lt spice es hacer un análisis .AC, y luego trazar V (Vout) / V (Vin) (o cualquier nombre de red que tenga). El análisis de CA realiza un barrido sinusoidal a través del circuito, elija la fuente y la amplitud de la fuente (la fuente a continuación se establece en 1 V y luego puede monitorear cualquier salida. La línea verde en el gráfico a continuación es \ $ H (s) \ $

Dichoesto,sirealmentedeseaexportardatosdeseriesdetiempo,useelcomandotfestenmatlabOsideseahacerlaidentificacióndelsistemamanualmente(loquenoestrivialyesdemasiadoamplioparaexplicartodoenunarespuestaaquí,yaqueesunacienciaensímisma)probablementepodríashacerestotomandolaFFTdeambasseñalesparaobtenerlosdatoseneldominiodelafrecuenciayluegodividirlamagnituddelasalidaporlaentrada,debesobteneralgoqueparezcaundiagramadebode.Luegouseelajustepolinomialparaajustarlosdatosaun modelo de función de transferencia de dos polos . (Solo lo he hecho una vez, por lo general es más fácil estimar los polos 'observándolos' y mucho más fácil de usar LT spice para todos los cálculos, así que solo uso eso)

Aquí está la idea general (hay algunas traducciones que tendrá que hacer de muestreadas a continuas y de frecuencia a ubicaciones):

$$ \ frac {| FFT (Vout) |} {| FFT (Vin) |} = | H (s) | = \ frac {K} {(\ tau_1 s + 1) (\ tau_2 s + 1)} $$

$$ \ frac {\ angle FFT (Vout)} {\ angle FFT (Vin)} = \ angle H (s) = \ exp ^ {- as} $$

    
respondido por el laptop2d

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