Работаем с Microcap (?)

[DDD]

История с Фурье такая:
1. Чтобы сделать спектрограмму для сигнала 200 Герц (немного покоцанный синус, см. картинку ниже), мне пришлось задать время начала анализа 1495 мс, время окончания - 1500 мс. То есть, я вручную должен посчитать период основной частоты, и задать время анализа, строго равное этому периоду.
Тогда вожделенная (анализируемая) частота станет основной частотой для FFT.
2. Далее начинается пляска вокруг масштабов по ос Y (вертикальная ось). Результат получается зависимым от вида масштаба (лин. или лог.), да и от факта разрешения авто-масштабирования.
Тут получается ваще ХЕЗ что: величина основной частоты, которая по определению должна быть равна 1 (единице), принимает разные значения, НЕ равные единицы.
На Фурье-графике снизу видно, что амплитудное значение основной частоты (первой гармоники) - 200 Герц - равно 1,47, и никак не 1 (единице).
Подскажите, плиз, что я делаю не так?
И что надо делать, чтобы не считать вручную анализируемый период и не бибикаться с масштабами?

[OlegFX]

Alt+8 --> Simulation Cycles [номер необходимого периода для анализа] --> см. Harm(v(out))

[DDD]

В картинке снизу еще хлеще: на Фурье-графике основная (низшая) частота 200 Герц принимает значение вообще 2,65... что за фигня?
*** Анализируется средний график, сигнал в узле №7 (помечен на схеме цифрой 7 в гламурной розовенькой рамочке).

[DDD]

Alt+8 --> Simulation Cycles [номер необходимого периода для анализа] --> см. Harm(v(out))

Сейчас попробую... кстати, это Alt+8 в каком окне набирать?

[Peratron]

Не скажу за фурье в сабже, но в писпайсе оно выглядит так:

- беру время реализации 10 мс для частоты 1 кГц. То есть - 10 периодов.
Если 200 Гц - то 50 мс, соответственно.

- шаг беру 1 мксек. От шага зависит разрешение ФФТ. Пока в нюансы вдаваться не стоит - а то крыша у тебя съедет.

- если схема не ползает, то этого достаточно для приличной спектрограммы

- если ползает, то нужно перед окном анализа дать выдержку для установления рабочей точки.
Например, вся выборка - 110 мс, а берутся для анализа последние 10 мс.
То есть, само окно по размеру то же самое, но перед ним - площадка для установления.

ХИНТ: ползанье схемы возникает при наличии реактивностей - к примеру, ёмкостей, которые перезаряжаются в нелинейных процессах.

Работа симулятора происходит в два прохода: сначала вычисляются статические рабочие точки при отсутствии сигнала и в нулевой точке подаётся сигнал.
Если под воздействием сигнала происходит перезаряд ёмкостей, то рабочие точки уплывают - и это сбивает фурье-анализ.
Потому в схемах с реактивностью приходится давать запас на установление рабочих точек.
Размерчик этого запаса зависит от конкретной схемы - каково время её установления.

[Peratron]

В картинке снизу еще хлеще: на Фурье-графике основная (низшая) частота 200 Герц принимает значение вообще 2,65... что за фигня?

Вообще то низшая частота - это 0 Гц!
То бишь, постоянная составляющая.
Открытый вход на осциллоскопе.

А переключившись на закрытый - поставив ёмкость - ты и получаешь ползанье с временем установления равным постоянной времени входа...

[DDD]

"...но в писпайсе оно выглядит так..." - все это знаю и перепробовал всяко, и боком и раком.
Или ваще фигню рисует или то, что на моих картинках.
Насколько я понимаю, основная частота - это низшая частота, она же первая гармоника, и ее уровень на FFT по дефолту - единичный.
Сим и рисует её низшей (самой левой, левее её не рисует ничего), но её амплитудные значения хрен его знает какие ((((

[OlegFX]

Сейчас попробую... кстати, это Alt+8 в каком окне набирать?

Сразу из схемы. Это расчёт КНИ, гармоники по номерам - одна из опций.

[DDD]

В картинке снизу еще хлеще: на Фурье-графике основная (низшая) частота 200 Герц принимает значение вообще 2,65... что за фигня?

Вообще то низшая частота - это 0 Гц!

Сим спрашивает, рисовать ли 0 Герц (т.е. DC), и я пишу - нет; так что постоянка вроде как не в игре. Однако, сейчас попробую с разделительным кондером: оно действительно смахивает на сдвиг по постоянке. Или покопаб еще раз насчет учета DC/
*** Анализирую на вполне установившемся процессе, а конкретно период 5 мс с началом на 1495 мс.

[rubin]

Только собрался предложить, но OlegFX опередил: может не мучиться с Фурье, а использовать анализ искажений - в английской версии кажется Harmonic Distotions (просто есть там еще анализ интермодуляционных искажений, он иначе называется). Там основную частоту можно указать в явной форме, и спектр получится линейчатым, да и частоты будут на "правильных" местах...

[rubin]

А Фурье-анализ, при его строгом применении скорее всего и будет давать такой вот странный непрерывный спектр с размазанными максимумами, потому что строго линейчатым он должен быть лишь при бесконечной длительности сигнала во времени, если сигнал конечен, это равносильно 100% амплитудной модуляции бесконечного переодического сигнала, одиночным прямоугольным импульсом равным по длительности, анализируемому отрезку, а это неизбежно приводит к уширению спектральных линий, даже если это вообще была чистая синусоида. Чем больше длительность сигнала будет превышать период основной частоты, и чем будет более установившаяся форма сигнала (окончен переходной процесс), тем в большей степени спектр будет стремиться к "идеальному".

[F.O.G]

Нa скриншотaх слевa - проценты искaжений. И дaже не совсем проценты.. Bсё ок

[rubin]

Ну и как видно из анализатора Cool Edit Pro (просто то с чем приходилось немного работать), на форму этой кривой и положения частотных максимумов/минимумов сильно влияет не только размер выборки и как он соотносится по длительности с выделенным фрагментом, но и тип взвешивающей функции, не знаю есть ли такой параметр в анализаторе микрокапа или нет.

[DDD]

Нa скриншотaх слевa - проценты искaжений. И дaже не совсем проценты.. Bсё ок

А что же там такое?

[rubin]

Если это именно анализ Фурье, там должен быть модуль спектральной плотности синала, в данной частотной точке. А процент искажений будет в анализе искажений...

[rubin]

Значение каждой спектральной составляющей это комплесксное число "действительная часть - мнимая часть", либо "амплитуда (магнитуда) - фаза", зависит от формы математического представления, то что мы смотрим на данном графике - это амплитудный спектр, потому и модуль, что-то вроде |G| или |A| обычно обозначается, не помню точно. А вот что микрокап считает условно "единичным" уровнем, честно говоря не знаю...

[DDD]

Я засимил элементарный диодный ограничитель: два диода 1N914, резистор 500 Ом и синус-генератор 10 Вольт, 200 Герц.
Снимаю спектр: вид правильный, но 1-я гармоника меньше единицы, типа 0,874 или около того.
Притом там никаких реактивностей и прочих комплексов-мнимостей... ну что же за фигня получается ? ((((

[Peratron]

но и тип взвешивающей функции, не знаю есть ли такой параметр в анализаторе микрокапа или нет.

В том и фишка симулей - что там не спектроанализатор, как прибор, а голый фурье-анализ.
Окно там прямоугольное - то есть, никакого.

Потому нужно отдельно изголяться с процедурой измерения.

И чем привлекает именно писпайс - что там это всё надёжно.

А вот в проте - глюки.
Как с другими симулями - нужно делать выскрытие...

[Peratron]

А вот что микрокап считает условно "единичным" уровнем, честно говоря не знаю...

Спайс считает уровни в естественных физических единицах - то бишь, в вольтах...

[Peratron]

Снимаю спектр: вид правильный

Правильный вид - что то вроде такого.
Обрати внимание, что шкала амплитуд в вольтах!



На самом деле - это растянутый начальный участок. Исходное окно имеет шкалу частот до многих сотен кГц (определяется соотношением времени выборки к шагу - то есть, 10 мс/1 мкс).