INTRODUCTION
這是一個有不少朋友問過我的問題:
“如何用Mathcad繪制Bode圖?”。
關于Bode圖是什么,以及它的作用,可自行參考“自動控制原理”或“信號與系統”的相關書籍資料,或者我后期的文章創作里也會陸續講到其實際的應用,感興趣的可以收藏關注一下。
Bode圖是開關電源的環路設計里必須要懂得的知識,有了它,才便于我們在頻域里去設計switching power converter的環路。
當然,線性電路比如運放電路,線性電源等的環路穩定性設計、瞬態響應速度的設計等,也是一樣的。
正文:Bode圖繪制法
STEP1:繪制magnitude curve(幅值曲線)
如上圖左側區域繪制后,然后雙擊曲線圖,進行設置,勾選對數比例。
變為如下圖:
記得橫坐標的范圍自行適當改下。
STEP2:繪制phase curve(相位曲線)
繪制phase curve。方法見下圖。(函數改為更為經典的1/(s+a)形式,即1/(jw+a),這里隨意取a=0,即極點在-10處)
STEP3:加上網格
方法見下圖,勾選網格線即可。顏色可自行設置。
給phase curve加上網格的方法也是一樣。
技能拓展:
理論計算完成后,比如在電源的設計里,環路設計在Mathcad里計算設計完后,最好需要進行在仿真軟件里進行仿真驗證。
對于線性電源等線性電路,可用于環路仿真的工具有很多,如:PSpice,simulink,plecs,psim,tina,saber,LTspcie,SIMetrix,Simpolorer,MicroCap等。
而對于開關電源這種有switching行為的電路,由于這種電路構成的都是剛性方程,無法使用線性求解器為計算核心的仿真軟件通過ac仿真進行求解仿真其環路Bode圖,可用的軟件就比較少了。這里僅推薦三種在此方面即開關電源的Bode圖仿真上使用十分便利的軟件:SIMPILS,PLECS,PSIM。(但并不代表其它軟件就完全沒辦法,比如pspice,saber,ltspice其實也都是可以的,但是差距較大且較為麻煩)
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