[Elettronica] Metodo di Middlebrook in PSPICE
Buonasera. Vi chiedo per favore di dare un'occhiata, se per caso conoscete il software di simulazione spice. Applicando il metodo di middlebrook al circuito in figura, voglio trovare $T(s)$ - il guadagno d'anello. Inserendo la tensione: $T_v=-\frac{v_2}{v_1}$ mentre quando si inserisce la corrente: $T_i = \frac{i(v_4)}{i(v_3)}$ e quello che mi interessa e voglio visualizzare poi:
$T(s)=\frac{T_v T_i - 1}{2+T_v+T_i}$. Il problema è che mi vengono grafici strani. Nel senso che il guadagno T(s) non dovrebbe sicuramente fare così con quel picco vicino a 100kHz. Il motivo forse potrebbe essere per la formula troppo lunga? I nomi delle variabili nella leggenda cambiano ma le formule sono le stesse. Voglio chiedervi come faccio in questa versione vecchia di spice (9.1) a introdurre la formula T(s) o in generale a dichiarare variabili? tipo T=DB(V(V2)/V(V1)) cioè fare delle dichiarazioni? Adesso io ho inserito la formula per intero infatti è enorme nella leggenda. Magari quello potrebbe aiutare. Altrimenti non so cosa può essere.
Quello blu è il guadagno d'anello $T$. Quello verde è il guadagno $T_v$, quello rosso $T_i$ .
$T(s)=\frac{T_v T_i - 1}{2+T_v+T_i}$. Il problema è che mi vengono grafici strani. Nel senso che il guadagno T(s) non dovrebbe sicuramente fare così con quel picco vicino a 100kHz. Il motivo forse potrebbe essere per la formula troppo lunga? I nomi delle variabili nella leggenda cambiano ma le formule sono le stesse. Voglio chiedervi come faccio in questa versione vecchia di spice (9.1) a introdurre la formula T(s) o in generale a dichiarare variabili? tipo T=DB(V(V2)/V(V1)) cioè fare delle dichiarazioni? Adesso io ho inserito la formula per intero infatti è enorme nella leggenda. Magari quello potrebbe aiutare. Altrimenti non so cosa può essere.
Quello blu è il guadagno d'anello $T$. Quello verde è il guadagno $T_v$, quello rosso $T_i$ .
Risposte
"Patras":
...Il problema è che mi vengono grafici strani. Nel senso che il guadagno T(s) non dovrebbe sicuramente fare così con quel picco vicino a 100kHz.
Perché trovi strano quel picco? ... cosa rappresenta quel circuito? ... a me ricorda qualcosa.
"Patras":
... Il motivo forse potrebbe essere per la formula troppo lunga?
Direi proprio di no, ne ho viste anche di più lunghe.
E inoltre, i generatori di test non dovrebbero iniettare segnali di piccola ampiezza ?
BTW Giusto per mia curiosità, puoi postare anche i valori numerici capacitivi?
... e perché non provi ad usare LTspice
ah si chiedo scusa i condensatori sono da 265nF
è che è la prima volta che uso software del genere, non vorrei dopo dover rifare lo stesso sforzo da capo con LTspice. Per questo programma (pspice) avevo una buona guida legata anche alla parte software degli esercizi anche se incompleta.
per chiarezza vi metto il circuito quello con i parametri coincidenti con quelli del grafico (per motivi x non potevo farlo prima). E vi metto anche il guadagno T(s) con la sua FASE. (attenzione che l'asse delle ordinate indica gradi e dB a seconda del caso)
A quanto pare abbiamo uno zero complesso coniugato a parte reale positiva in quel punto del picco. E' strano perché teoricamente non dovrebbe esserci.
Non so se i generatori di riferimento (quelle "pile") iniettano altre correnti e non so come vederlo perché anche per verificare se è così - quando provo a fare dei test di qualsiasi tipo nel dominio del tempo mi vengono sempre valori piccolissimi uV, nA anche ai capi dei generatori nonostante i grandi valori scelti (1V, 1A).
è che è la prima volta che uso software del genere, non vorrei dopo dover rifare lo stesso sforzo da capo con LTspice. Per questo programma (pspice) avevo una buona guida legata anche alla parte software degli esercizi anche se incompleta.
per chiarezza vi metto il circuito quello con i parametri coincidenti con quelli del grafico (per motivi x non potevo farlo prima). E vi metto anche il guadagno T(s) con la sua FASE. (attenzione che l'asse delle ordinate indica gradi e dB a seconda del caso)
A quanto pare abbiamo uno zero complesso coniugato a parte reale positiva in quel punto del picco. E' strano perché teoricamente non dovrebbe esserci.
Non so se i generatori di riferimento (quelle "pile") iniettano altre correnti e non so come vederlo perché anche per verificare se è così - quando provo a fare dei test di qualsiasi tipo nel dominio del tempo mi vengono sempre valori piccolissimi uV, nA anche ai capi dei generatori nonostante i grandi valori scelti (1V, 1A).
Per il momento faccio giusto un paio di osservazioni: nel circuito per il $T_i$, se inserisci gli "amperometri virtuali" V2a e V5a con quei versi [nota]Concordi e non discordi, come fatto nello schema iniziale.[/nota], direi ci sia il segno errato per il rapporto fra le correnti nelle due formule delle tracce.
L'ampiezza del segnale iniettato se non ricordo male è conveniente tenerla sufficientemente piccola, per evitare (eventuali) non linearità presenti nella modellazione della rete (e di conseguenza dipende anche dal punto di iniezione).
Le domande che ti ho fatto riguardo al "picco" e al "comportamento" di quel circuito rimangono, ma per inquadrare il contesto, sarei curioso (se possibile) di sapere: cosa, dove e su che testo stai studiando?
Ovviamente appena posso provo a simularlo anch'io con LTspice (molto più semplice da usare e privo delle limitazioni di PSpice), per poi confrontare i risultati con i tuoi.
L'ampiezza del segnale iniettato se non ricordo male è conveniente tenerla sufficientemente piccola, per evitare (eventuali) non linearità presenti nella modellazione della rete (e di conseguenza dipende anche dal punto di iniezione).
Le domande che ti ho fatto riguardo al "picco" e al "comportamento" di quel circuito rimangono, ma per inquadrare il contesto, sarei curioso (se possibile) di sapere: cosa, dove e su che testo stai studiando?
Ovviamente appena posso provo a simularlo anch'io con LTspice (molto più semplice da usare e privo delle limitazioni di PSpice), per poi confrontare i risultati con i tuoi.
Grazie mille Renzo! I generatori di riferimento V2a e V5a con quei versi non vanno bene e vanno invece messi come in figura qui sotto:
Problema risolto.
Rispondo alle tue curiosità:
Questo è un circuito derivatore.
[fcd="derivatore"][FIDOCAD]
FJC B 0.5
MC 165 50 0 0 580
MC 190 80 0 0 ey_libraries.pasres0
MC 155 80 0 0 ey_libraries.pasres0
MC 175 95 2 0 ey_libraries.pascap0
MC 175 105 0 0 ey_libraries.refpnt0
MC 100 105 0 0 ey_libraries.refpnt0
MC 155 50 0 0 ey_libraries.refpnt0
LI 165 50 155 50 0
LI 165 60 145 60 0
LI 145 60 145 80 0
LI 140 80 150 80 0
LI 165 80 185 80 0
LI 175 85 175 80 0
LI 175 105 175 100 0
LI 100 80 105 80 0
LI 190 55 205 55 0
LI 205 55 205 80 0
LI 205 80 200 80 0
SA 175 80 0
SA 145 80 0
TY 155 70 4 3 0 1 0 * R2
TY 190 70 4 3 0 1 0 * R4
TY 180 90 4 3 0 1 0 * C3
MC 100 85 0 0 480
LI 100 80 100 85 0
MC 115 80 1 0 ey_libraries.pascap0
MC 130 80 0 0 ey_libraries.pasres0
LI 120 80 125 80 0
TY 130 70 4 3 0 1 0 * R1
TY 110 70 4 3 0 1 0 * C2[/fcd]
Sto studiando il guadagno d'anello $T(s)$ per poi vedere la massima larghezza di banda possibile e le condizioni di stabilità con la compensazione che devo ancora farla. (Infatti è instabile qui in figura a 0 dB abbiamo -180°). Il picco lo trovavo strano perché in precedenza avevo già fatto altre simulazioni simili misurando separatamente $A_{OA}$ dell'op (che va bé si può anche trovare sul datasheet) e la rete $\beta(s)$ di retroazione cioé il partitore di $V_{out}$ a $V_-$ e sapendo che $T(s)=\beta(s)A_{OA}(s)$ da quei grafici non doveva comparire quel polo con il picco. Non tornava con i risultati precedenti che invece erano sicuramente giusti perché molto semplici e studiati anche teoricamente.
Il metodo di Middlebrook l'ho studiato da una dispensa dell'università (L.Rossetto - Elettronica Analogica). L'esercizio è da fare separatamente, non appartiene ad alcun testo. La parte pspice invece l'ho studiata da guide varie casuali.
Problema risolto.
Rispondo alle tue curiosità:
Questo è un circuito derivatore.
[fcd="derivatore"][FIDOCAD]
FJC B 0.5
MC 165 50 0 0 580
MC 190 80 0 0 ey_libraries.pasres0
MC 155 80 0 0 ey_libraries.pasres0
MC 175 95 2 0 ey_libraries.pascap0
MC 175 105 0 0 ey_libraries.refpnt0
MC 100 105 0 0 ey_libraries.refpnt0
MC 155 50 0 0 ey_libraries.refpnt0
LI 165 50 155 50 0
LI 165 60 145 60 0
LI 145 60 145 80 0
LI 140 80 150 80 0
LI 165 80 185 80 0
LI 175 85 175 80 0
LI 175 105 175 100 0
LI 100 80 105 80 0
LI 190 55 205 55 0
LI 205 55 205 80 0
LI 205 80 200 80 0
SA 175 80 0
SA 145 80 0
TY 155 70 4 3 0 1 0 * R2
TY 190 70 4 3 0 1 0 * R4
TY 180 90 4 3 0 1 0 * C3
MC 100 85 0 0 480
LI 100 80 100 85 0
MC 115 80 1 0 ey_libraries.pascap0
MC 130 80 0 0 ey_libraries.pasres0
LI 120 80 125 80 0
TY 130 70 4 3 0 1 0 * R1
TY 110 70 4 3 0 1 0 * C2[/fcd]
Sto studiando il guadagno d'anello $T(s)$ per poi vedere la massima larghezza di banda possibile e le condizioni di stabilità con la compensazione che devo ancora farla. (Infatti è instabile qui in figura a 0 dB abbiamo -180°). Il picco lo trovavo strano perché in precedenza avevo già fatto altre simulazioni simili misurando separatamente $A_{OA}$ dell'op (che va bé si può anche trovare sul datasheet) e la rete $\beta(s)$ di retroazione cioé il partitore di $V_{out}$ a $V_-$ e sapendo che $T(s)=\beta(s)A_{OA}(s)$ da quei grafici non doveva comparire quel polo con il picco. Non tornava con i risultati precedenti che invece erano sicuramente giusti perché molto semplici e studiati anche teoricamente.
Il metodo di Middlebrook l'ho studiato da una dispensa dell'università (L.Rossetto - Elettronica Analogica). L'esercizio è da fare separatamente, non appartiene ad alcun testo. La parte pspice invece l'ho studiata da guide varie casuali.
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