一些也许您还不知道的 TINA-TI 某些资源! (IV)

作者:Hooman Hashemi

TINA-TI 系列文章的本期内容主要针对第 1 部分读者所提出的需求。本文我们将了解如何生成:

  1. 时变(分段线性)源
  2. 频变源

时变源:

在实践过程中,标准波形(即方波与三角波等)可能无法满足您的仿真需求,您需要生成类似于您系统中所出现情况的真实激励波形,用以验证工作台表现或者预测构建前的性能。对于这些情况,TINA-TI 可提供能够创建瞬态或重复波形的分段线性源。

创建分段线性源的关键是,先将时间(x 轴)和电压或电流(y 轴)输入统计表格(x、y),然后将其插入 TINA-TI 源信息对话框。剩下的工作 TINA-TI 就可完成(见图 1)。

图 1:输入可定义时变波形的源(VG 或 IG)信息

定义一个完整的 x-y 周期后,您甚至还可以让波形重复(见图 2)!

图 2:加入简单的文本命令可使波形重复

就像您看到的那样,生成单脉冲或部分波形非常容易。

如果波形较为复杂或者您想使用更广泛的 x-y 点获得更高的精确度该怎么办?如果您想对波形进行代数定义(使用表达式)又该怎么办?很简单!

在电子数据表程序(诸如 Microsoft Excel 等)中生成 x-y 表格,并复制粘贴至 TINA-TI 信号编辑器面板。图 3 是使用 Excel 计算出的波形实例,适用于呈指数级快速上升时间以及呈指数级慢速下降时间。

图 3:使用 Excel 计算波形

图 4 是在 TINA-TI 中产生的重复波形。

图 4:从 Excel 复制粘贴产生的波形

频变源:

TINA-TI 能够通过由拉普拉斯 (Laplace) 变换表达式(涉及“s”)描述的任何波形/源生成并执行 AC 分析。该功能在滤波器、机电响应以及拉普拉斯变换幅度/相位可视化等众多仿真应用中都非常强大。

假设您正在考虑滤波器的特性与阶数,您不仅需要一款全差分放大器 (FDA)(例如 2.8GHz LMH6554 等)来驱动 GSPS 模数转换器 (ADC)(12 位 1.6GSPS ADC12J1600 等),而且还希望获得整体响应。大家知道通过巴特沃思滤波器可获得更“流畅”的响应,而契比雪夫滤波器势必具有更锐利的环绕 (skirt)。如果您使用滤波器的拉普拉斯变换仿真响应,并实施 FDA 设计,就可在 ADC 输入端获得真实响应,其中包含各级互动的任何影响。

此外,您还可以在分析中纳入任何寄生效应。图 5 就是这样的实例,其中 U1 和 U2 TINA-TI 宏指令分别代表 4 阶 100MHz 低通巴特沃斯滤波器和契比雪夫滤波器,可针对各种差分放大器驱动相同的 LMH6554 单端。仿真的 AC 分析可显示整体传输函数。

图 5:使用频变源 (U1、U2) 实现 AC 分析的实例

图 5 中使用了两个相同的 LMH6554 级,这样可便捷地在同一个图中并排对比两种滤波器(由 U1 和 U2 仿真)的响应。这些仿真中的“C_load”代表滤波器输出与 FDA 输入之间的寄生电容(这里为了达到强调目的而进行了夸大),可能会影响响应。

图 6 是如何通过编辑频变源(U1 和 U2)使其符合我们想要的频率特性。

图 6:右键点击 U1 或 U2 宏指令,输入宏指令改变其特性

欢迎查阅该系列以前发表的博客文章,进一步了解 TINA-TI 如何帮助您完成设计。如欲了解有关如何为设计选择正确滤波器的更多详情,敬请查阅我同事的博客文章《滤波器考量》或查看 Webench 滤波器设计器工具。

 

原文请参见: http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2014/05/30/what-you-always-wanted-to-know-about-tina-ti-but-were-afraid-to-ask-part-4.aspx