KHN Biquad: Warum zeichnet LTSPICE ein falsches Phasendiagramm für Bandpassfilter?

Ich untersuche den biquadratischen Abschnitt des KHN und seine Ausgänge, um einen Tiefpassfilter, einen Hochpassfilter und einen Bandpassfilter zu erhalten. Ich habe den Filter mit Mathematica simuliert und die folgenden Diagramme erhalten, die mit der Theorie übereinstimmen.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Nun habe ich mich entschieden, die Schaltung mit LTSPICE zu simulieren.

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Erhalt der folgenden Plots:

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Wenn Sie nun beide Diagramme vergleichen, sieht alles gut aus, sowohl mit dem Tiefpass-Ausgang als auch mit dem Hochpass-Ausgang, sowohl in Bezug auf Amplitude als auch Phase. Meine Frage bezieht sich auf den Bandpass-Ausgang. Während der Magnitudenplot gut aussieht, hat der Phasenplot nichts mit dem zu tun, den ich mit Mathematica gezeichnet habe. Warum passiert das? Was ist der Unterschied zwischen der Simulation und dem theoretischen Diagramm? Ich habe nicht mit einer so abrupten Phasenänderung wie mit Mathematica gerechnet, aber das erhaltene Phasendiagramm hat damit nichts zu tun: Die Grenzen sind unterschiedlich, die Variation ist genau das Gegenteil ... Was übersehe ich hier?

Mathematica-Phasenplots sind auf Werte zwischen -180 Grad und +180 Grad beschränkt. eine solche Einschränkung ist im SPICE-Ergebnis nicht zu sehen. Übrigens ist der SPICE-Plot sehr schwer zu erkennen. Versuchen Sie, die Linienstärke zu erhöhen oder die Farben zu ändern.
Das mathematische Phasendiagramm (grüne Farbe) reicht von -100 bis -180 und dann von +180 bis +90 (was mit -180 bis -270 identisch ist). Der Spice-Green-Plot geht von -100 bis -180, dann von -180 bis -270. Das Ergebnis ist also nicht überraschend ?
Oh jetzt verstehe ich es! Der Sprung im Mathematica-Plot ist auf das Erreichen von -180 zurückzuführen. Es addiert 360 und geht dann von 180 auf 90. In SPICE existiert eine solche Einschränkung nicht und daher geht es nach -180 bis -270 weiter. Ich wusste nichts über die Mathematica-Einschränkung (aber es ist sinnvoll, die Phase im Intervall [-180, 180] zu halten, um deutlicher zu machen, wann Signale voreilen oder nacheilen). Vielen Dank!
Phasendiagramme sind relativ gleich, sie beginnen nicht an der gleichen absoluten Position.

Antworten (1)

Was Sie sehen, wird Phasenumbruch genannt und ist das Ergebnis der Berechnung der Phase mit der Vier-Quadranten-Version von atan(), atan2(). Seine Domäne ist von − π Zu π , oder, in Grad, von − 180 Ö Zu 180 Ö .

In LTspice (oder den meisten anderen SPICEs) gibt es eine Option zum Auspacken der Phase, die sie kontinuierlich ohne Sprünge anzeigt: Wenn Sie Version XVII verwenden, klicken Sie mit der rechten Maustaste, andernfalls klicken Sie mit der linken Maustaste auf die rechte Seite der Wellenform Fenster auf der Y-Achse. Sie werden sehen, dass dieser kleine Dialog erscheint (ignorieren Sie die Messwerte, es ist ein schneller Testlauf):

auspacken

Das Unravel Branch Wrapist standardmäßig aktiviert. Wenn Sie es deaktivieren, wird die Phase so angezeigt, wie Sie es in Mathematica sehen. Wenn Sie möchten, dass Mathematica es auch ausgepackt anzeigt, müssen Sie ein wenig rechnen, einschließlich der Ableitung der Phase, der Suche nach Sprüngen und der Addition oder Subtraktion 2 π , wie benötigt. Oder vielleicht gibt es eine eingebaute Funktion.

Danke schön! Das ist sehr interessant! Eigentlich bevorzuge ich die Art und Weise, wie Mathematica es anzeigt, weil es deutlicher macht, ob das Signal, das durch den Filter geht, dem Originalsignal vorauseilt oder nacheilt.
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