對于電氣工程、控制工程甚至機電一體化動態(tài)系統(tǒng)的開發(fā)，通常必須知道系統(tǒng)輸出端對輸入諧波激勵（正弦振蕩）的穩(wěn)態(tài)響應。這稱為系統(tǒng)的頻率響應。它用波特圖表示。為此，幅度響應和相位響應由系統(tǒng)的傳遞函數(shù)確定，并繪制為增益和相位作為頻率函數(shù)的圖形。使用對數(shù)刻度。振幅響應以分貝為單位，因此可以通過疊加簡單的子圖來構建復雜的波特圖。如果存在多個部分傳遞函數(shù)，則其幅度響應的實際乘法將通過分貝標度簡化為加法。即使沒有對數(shù)刻度，相位響應也可以加法疊加。對數(shù)表示的進一步優(yōu)點是圖的頻率范圍更大，整個曲線上的相對精度相同。

使用LTspice模擬頻率響應

電路的頻率響應可以用LTspice模擬。借助這款功能強大的模擬電路仿真軟件，時域中的信號也可以轉(zhuǎn)換為頻域。此外，還可以執(zhí)行小信號分析和蒙特卡羅模擬。由于其與SPICE的兼容性，LTspice可以處理許多電子元件。?

要使用LTspice獲得電路的頻率響應或其波特圖，從一個簡單的電路示例開始會有所幫助。圖1所示為二階低通濾波器。輸入和輸出節(jié)點被賦予標簽，以便稍后在模擬窗口中顯示模擬。

圖1.二階低通濾波器電路示例。

電路將受到正弦波的激勵。這需要 AC 掃描，可以在“模擬>編輯模擬 Cmd”菜單中的“AC 分析”選項卡下找到。此處也輸入了模擬參數(shù)。波特圖中的 x 軸應具有對數(shù)刻度。在“掃描類型”下，應選擇值“十年”。其余參數(shù)信息應根據(jù)需要添加。

此外，對于交流分析，應定義激勵電路的輸入電壓。在菜單項“小信號交流分析”下的電壓源參數(shù)中，指定了所需的幅度（此處為1 V）?，F(xiàn)在可以運行實際模擬（模擬>運行）。模擬成功完成后，將自動打開一個空的探針編輯器。選擇電路（輸出）中的所需節(jié)點后，幅度和相位顯示為頻率的函數(shù)。

系統(tǒng)的頻率響應由輸出信號與輸入信號的比值產(chǎn)生;顯示器仍然必須稍微調(diào)整。為此，必須在表達式編輯器中以比率 V（輸出）/V（輸入）的形式給出函數(shù)?，F(xiàn)在，電路的頻率響應將正確顯示幅度響應和相位響應。

圖2顯示了二階低通濾波器的頻率響應與頻率的關系。左側 y 軸的幅度增益以分貝為單位，右側 y 軸上的相移以度為單位。

圖2.二階低通濾波器的頻率響應與頻率f的函數(shù)關系。

要從圖中讀取確切的值，可以添加可以沿圖形移動的光標。有必要單擊圖表頂部的波形節(jié)點標題。如果雙擊，您將獲得兩個光標，它們將給出每個光標位置的絕對值以及兩個光標位置之間的差異在單獨的窗口中。

結論

使用LTspice可以相對容易地模擬電路的頻率響應。LTspice中顯示的標準波特圖是頻率f的函數(shù)。如果圖應以角頻率ω顯示，則必須使用此處未討論的修改方法。

審核編輯：郭婷