波特图仪的SPICE陷阱

multisim spice仿真与电路设计软件提供了多种测量仪器仿真功能,其中之一就是波特图仪(bode plotter),它可为指定的任何电路产生波特图,如图1所示。值得注意的是,其分析结果并非取决于v1的驱动频率。
图1:工作中的波特图仪(两个例子)
从绘图仪检查相同电路的两个例子来看,其波特图完全相同,并不受v1的频率不同所影响,左边的v1频率是1khz,右边的则为100khz。
为了让波特图仪顺利进行工作,还需要提供一些激励源,例如此处显示的v1源。请注意,为这个源选择任何激励频率都没有关系。波特图仪只会检查电路本身,并给出其波特图结果,而不考虑所选择的激励频率。在上述两种情况下,分析频率的范围是0.001hz至1ghz。
这样很好,但有个spice陷阱,粗心的波特图仪用户一不心就可能落入。请参考我之前所写设计实例文章《零频率if》中的图2这个零频率if电路。
图2:波特图仪无法顺利工作
当输入端的v3与v1和v2所表示的本地振荡器表现出相同的1mhz频率时,r3和r4连接点的信号输出会复制信号输入。然而,波特图仪并未对此作出响应。
原因在于平衡混频器a1和a2各自提供两个输出,一个输出频率为1mhz加1mhz,即等于2mhz,而另一个输出频率为1mhz减去1mhz,即等于零hz (这也就是它为什么命名为零频率if)。每个混频器所接收的1mhz输入,在混频器输出处会被完全抑制。
因此,由于来自v3的信号并不会作用于a1和a2的输出端,因此1mhz的v3到混频器输出端的衰减为无穷大。
即使我们之后在r3和r4连接点构建了v3的复制信号,对于波特图仪也不具有任何意义,因而无法获得可用的波特图结果。
因此,尽管系统为了响应1mhz的输入信号而确实提供了1mhz输出,但就波特图仪而言,v3输入信号从未达到输出端,因而不会显示在屏幕上。
请原谅我,但我不得不坦承这并不是个好兆头。

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