abm(analog behavioral modeling)による伝達関数の表現 11 jan2014

ABM(Analog Behavioral Modeling)による伝達関数の表現

PSpiceの LAPLACE

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LTspiceの等価回路モデル

Copyright(C) MARUTSU ELEC CO. LTD

2015年 1月 13日マルツエレック株式会社

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回路解析シミュレーションをする場合、必要なデバイスの SPICEモデルを準備する必要があります。

その際にモデリングをする必要があります。このモデリングは、モデルベース開発には必須の技術であり、必要なデバイスについて等価回路化を行い、SPICEに実装します。

モデリングは、素子レベルから回路レベルまで様々であり、デバイスモデリングの手法で応用性があるのは、 ABMを採用したモデリングです。これは、システムレベルからブロックレベルまで再現でき、自由度の高いモデリングです。

ABMを理解することでモデルベース開発に必要なデバイスモデリング技術が飛躍的に向上します。

今回の ABMは伝達関数の素子である LAPLACEを学習します。


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伝達関数とラプラス変換

出力のラプラス変換

伝達関数入力のラプラス変換

初期値がゼロであり、ラプラス変換された出力信号と入力信号の比です。

0

stL x t e x t dt X s

ラプラス変換の数式は下記の通りです。

時間領域 (t領域 )での微分方程式をラプラス変換すると複素領域 (s)に変換され、代数方程式で解を解く事ができる。

入出力の関係を検討する際に過渡現象を数学的に求める場合に活用されています。

回路図

4PSpice Copyright(C) MARUTSU ELEC CO. LTD

IN OUT11 + 0 . 0 0 1 * s

V 1

TD = 1 m

TF = 1 0 uP W = 2 0 mP E R = 4 2 m

V 1 = 0

TR = 1 0 u

V 2 = 5

R 1

1 k

0 0

1

1 0.001*H S

s

IN

OUT

シミュレーション結果


ネットリスト


* source S_PSPICEE_LAPLACE1 N00179 0 LAPLACE {V(N00103)} {(1)/(1 + 0.001*s)}V_V1 N00103 0 +PULSE 0 5 1m 10u 10u 20m 42mR_R1 N00179 0 1k

PSpiceのモデルを LTspiceに移植

7LTspice

LTspiceの等価回路モデルを作成



8LTspice

LTspiceの等価回路図


伝達関数の記述方法

パルス入力の記述方法


9LTspice

LTspiceのシミュレーション結果


IN

OUT


10LTspice

LTspiceのネットリスト


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