Bagaimana Anda mensimulasikan gangguan tegangan dengan LTSpice?

42

Apakah ada cara untuk mengatur suplai tegangan dengan jitter / noise tegangan? Saya ingin bereksperimen dengan menyaring kebisingan pada berbagai tegangan dll. Tetapi tidak yakin cara mengkonfigurasi LTSpice untuk membuat pasokan tegangan yang berisik.

ltspice josef.van.niekerk
sumber

Jawaban:

51

Ya, Anda dapat menyuntikkan noise menggunakan sumber tegangan (atau arus) yang berubah-ubah, kemudian menggunakan hal-hal seperti randomatau whitefungsi untuk membuat beberapa noise.

Berikut ini adalah contoh rangkaian (saya memisahkan suara dari sinyal hanya untuk membuat segalanya lebih jelas - jelas Anda dapat menggabungkan mereka bersama dalam satu fungsi jika Anda mau):

Sirkuit Kebisingan

Simulasi:

Simulasi Sirkuit Bising

Semua fungsi dirinci dalam bantuan di bawah circuit elements -> arbitrary behavioral voltage or current sources.

Mode simulasi kebisingan

Juga, kalau-kalau Anda tidak sadar, SPICE memiliki mode simulasi derau, mengutip dari file bantuan:

.NOISE -- Perform a Noise Analysis
This is a frequency domain analysis that computes the noise due to
Johnson, shot and flicker noise. The output data is noise spectral 
density per unit square root bandwidth.

Syntax: .noise V(<out>[,<ref>]) <src> <oct, dec, lin> <Nsteps> <StartFreq> <EndFreq>

Contoh dasar:

Mode bising

Simulasi:

Sim mode suara

Di atas agak membosankan karena hanya memodelkan kebisingan resistor (saya melangkah resistor melalui berbagai nilai untuk menunjukkan bagaimana kebisingan Johnson meningkat dengan resistansi). Tetapi bisa sangat berguna dengan sirkuit yang lebih kompleks yang berisi dioda / transistor / opamps / dll.

Oli Glaser
sumber
1
Bahkan jika terlambat, alih-alih menggunakan sumber tegangan yang ditambahkan melalui resistor, Anda cukup menggunakan: V1 out 0 sin() Rser=1 B1 0 out I=white() dengan sambungan langsung. Untuk nilai kebisingan yang lebih rendah (dan resistansi keluaran), lebih rendah Rser.
warga negara yang peduli
1
Sumber tegangan derau adalah 'bv' ketika Anda menekan F2 untuk mencari komponen.
Jony
22

(Belum cukup perwakilan. Untuk membuat komentar pada posting Oli, jadi ini masuk dalam postingannya sendiri).

Posting Oli di atas sangat berguna, tetapi bagi pemula LTSpice, mungkin perlu dijelaskan bagaimana cara membuat salah satu dari "sumber tegangan perilaku sewenang-wenang" itu: Saya dengan naif berharap dapat mengubah nilai sumber tegangan normal ke masukkan formula putih (...), tetapi tentu saja, itu tidak berhasil.

Sebagai gantinya, Anda harus menekan tombol "komponen" di bilah alat, dan di jendela yang terbuka, pilih komponen jenis "bv".

blondiepassesby
sumber
4

SPICE (Saya tidak bisa memberi tahu Anda apakah LTSPice adalah subset dari SPICE normal atau tidak) biasanya memiliki kemampuan untuk memodelkan noise yang dihasilkan oleh setiap perangkat. Saya pikir pertanyaan Anda lebih lanjut tentang bagaimana Anda mengukur seberapa efektif penyaringan Anda dan seberapa besar sinyal interferensi eksternal dapat mempengaruhi setiap node.

Untuk melakukan itu apa yang perlu Anda lakukan adalah. AC analisis rangkaian.

Untuk melakukan analisis derau, Anda harus menggunakan .ac dan .noise. Jadi analisis noise adalah bagian dari analisis ac.

placeholder
sumber
Baru diperiksa. LTSpice memang memiliki analisis kebisingan yang tersedia. Tetapi saya tidak dapat menemukan sumber suara di katalog bagian --- semoga seseorang dapat datang dan mengatakan di mana menemukannya.
The Photon
@ThePhoton semua perangkat dalam rempah HARUS berisik, yaitu tidak ideal - noise kurang. Jadi itu sudah harus dalam model. Saya menduga LTSpice juga harus memilikinya.
placeholder
2
Per file Bantuan, "Ini adalah analisis domain frekuensi yang menghitung kebisingan karena Johnson, tembakan, dan suara flicker." Jadi jika Anda memiliki skema rangkaian Anda, Anda baik-baik saja. Tetapi jika, misalnya, Anda membuat model op-amp berdasarkan parameter lembar data dan / atau pengukuran, Anda sering menggunakan komponen ideal seperti sumber yang dikendalikan, dan Anda ingin memiliki elemen sumber suara untuk memperbaiki karakteristik kebisingan.
The Photon
@ThePhoton Ini disebut kejujuran, saya tidak memiliki LTSPICE berjalan dan saya tidak akan menganggap sesuatu. Anda memberi makan kembali informasi pada contoh Anda sangat ideal. Saya menunjukkan hasil dari alat EDA saya yang lengkap mungkin atau mungkin tidak berguna. Setiap varian SPICE melakukan hal yang sedikit berbeda.
placeholder
@Photon dan rawbrawb - karena model untuk berbagai SPICEs umumnya kompatibel satu sama lain, itu akan menyarankan bahwa masalah akan terletak pada model daripada varian SPICE. Sejauh yang saya ketahui, model dasar tidak termasuk pemodelan noise untuk misalnya transient sim, tetapi semua akan bekerja dengan simulasi noise khusus. Sebagai contoh jika Anda mencoba simulasi terakhir dalam jawaban saya sebagai transient tanpa tegangan input, Anda akan mendapatkan 0V (yang berlawanan dengan prediksi 20-44nV)
Oli Glaser
1

Karena Anda ingin menyuntikkan kebisingan dari catu daya, saya pikir yang paling mudah adalah dengan menempatkan sumber tegangan AC amplitudo kecil secara seri dengan sumber tegangan DC yang sudah Anda miliki dan menyapu frekuensinya melalui kisaran yang Anda minati.

jippie
sumber
1
.ac melakukan itu untuk Anda secara otomatis
placeholder
Saya kira saya harus memoles pengetahuan SPICE saya.
jippie
0

Serangkaian dengan sumber tegangan Anda, tambahkan elemen E yang inputnya melekat pada resistor 60.34e18 ohm dan yang mendapatkan V / rt-Hz yang diinginkan. Nilai resistor ini menghasilkan 1V / rt-Hz pada 300K. (Peringatan: Anda harus mengardekan satu sisi input.)

Anda dapat menggunakan nilai resistor yang sama dengan input ke sumber arus yang dikontrol tegangan yang mendapatkan Amps / rt-Hz yang diinginkan. (Sekali lagi, satu kabel input harus di-ground.) Sumber arus derau terhubung secara paralel dengan sumber arus tanpa suara Anda.

Anda harus menggunakan resistor terpisah untuk setiap sumber kebisingan.

Paul Levin
sumber