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Spice subcircuit - Laplace

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[1] Spice subcircuit - Laplace

Messaggioda Foto UtenteDrCox » 25 apr 2019, 12:48

Ciao,

devo simulare in Spice (in realtà uso TINA-TI, ma è lo stesso) un oggetto per il quale ho a disposizione lo spettro di impedenza. La soluzione che ho pensato di usare, per simularlo, è usare la direttiva LAPLACE ed indicare la funzione di trasferimento.
Partiamo da un esempio semplice, facciamo finta che il mio oggetto sia un semplice condensatore di capacità C. La sua impedenza è Z=1/sC.
Come andrebbe utilizzata questa espressione (1/sC) in un SUBCIRCUIT di Spice per modellare l'oggetto in questione?

Cercando in rete sembra che la cosa più consona sia usare un generatore di corrente controllato in tensione.

Ho provato ad usare questa sintassi per il mio sottocircuito:
In rete ho trovato che posso scrivere un condensatore come:
Codice: Seleziona tutto
.SUBCKT LAPLACE_C 1 2

GCAP 1 2 LAPLACE {V(1,2)} {s*10E-12}

.ENDS


dove l'output del generatore di corrente controllato in tensione (terminali 1 2) è dato, secondo Laplace, da sC moltiplicato per la tensione agli stessi terminali 1-2 (di fatto sto scrivendo I=V/Z)

Simulando (transient) un condensatore con input in tensione sinusoidale e verificando l'andamento della corrente, effettivamente si ha uno sfasamento di 90°, come dovrebbe essere.
Simulando il subcircuit indicato qui sopra, invece, non si ha alcuno sfasamento.

Dove sto sbagliando?
Allegati
fig2.PNG
Simulazione del subcircuit
fig1.PNG
Simulazione di un condensatore
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[2] Re: Spice subcircuit - Laplace

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 25 apr 2019, 13:42

Non devi usare un'analisi Transient, ma Analysis AC - Time function.
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[3] Re: Spice subcircuit - Laplace

Messaggioda Foto UtenteDrCox » 25 apr 2019, 13:48

RenzoDF ha scritto:Analysis AC - Time function.


Non mi sembra sia disponibile nella versione free di TINA.
In ogni caso il mio scopo ultimo è fare analisi transient, non posso prescindere da quel tipo di analisi.
Dove sta dunque il problema?
C'è un errore nella macro del subcircuit, o semplicemente usare modelli Laplace è incompatibile con le analisi transient?
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[4] Re: Spice subcircuit - Laplace

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 25 apr 2019, 15:39

Nella mia Tina Demo 6 l'analisi Analysis AC - Time function è abilitata, e ridando un'occhiata mi sembra di capire che per Laplace si possa solo usare l'analisi in AC.
L'unico file di esempio di Tina per Laplace è quello per ottenere i diagrammi di modulo e fase a partire dalla descrizione della F(s), via Analysis AC - Transfer Characteristic.
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[5] Re: Spice subcircuit - Laplace

Messaggioda Foto UtenteDrCox » 25 apr 2019, 15:53

Hai un suggerimento su come affrontare il problema in modo diverso, per fare un'analisi transient?

La strada ovvia sarebbe trovare un circuito equivalente a parametri concentrati che riproduca il profilo di impedenza che ho a disposizione. Fittare spettri di impedenza complessi con circuiti equivalenti non è tuttavia una cosa banale e richiede del tempo.
Alternative?

Diciamo che io riesca ad esprimere lo spettro di impedenza in forma approssimata chiusa; diciamo che la mia impedenza

possa essere scritta come
Z = \frac{A\omega}{(\omega+B)^3}+j\frac{C(\omega+D)}{(\omega+E)^3} -j\omega F
l'ultimo termine in realtà possiamo toglierlo (è modellabile come un'induttore in serie di induttanza -F). Devo dunque implementare:

Z = \frac{A\omega}{(\omega+B)^3}+j\frac{C(\omega+D)}{(\omega+E)^3}

Tralasciando la macro "Laplace", che evidentemente non si può usare per i transient, come implementarla?
Pensavo a qualche combinazione di generatori controllati e componenti passivi. Hai qualche suggerimento?
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[6] Re: Spice subcircuit - Laplace

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 26 apr 2019, 23:21

In LTSpice se si dà una descrizione Laplace e poi si chiede una analisi in transitorio, questa viene eseguita facendo la convoluzione nel dominio del tempo. Il simulatore si calcola prima l'antitrasformata in forma numerica.

I risultati però vanno presi con le molle, non sempre il procedimento dà risultati buoni.

Per quanto riguarda l'impedenza, guardo domani, mimpare di vedere un problema di porte. Che cosa vuoi fare esattamente?
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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[7] Re: Spice subcircuit - Laplace

Messaggioda Foto UtenteDrCox » 28 apr 2019, 9:58

IsidoroKZ ha scritto:I risultati però vanno presi con le molle, non sempre il procedimento dà risultati buoni.

Come temevo

IsidoroKZ ha scritto:Per quanto riguarda l'impedenza, guardo domani, mimpare di vedere un problema di porte. Che cosa vuoi fare esattamente?

Ho tra le mani un componente (essenzialmente un filtro EMI basato su bead di ferrite) di cui in rete non si riesce a trovare alcun modello Spice ed il cui effetto nel circuito non è trascurabile. Pertanto devo trovarne una rappresentazione equivalente per poterne simulare l'impatto sul circuito.

Visto che l'approccio Laplace non è fattibile nei transient, alla fine ho deciso di investire il tempo necessario per ricavarmi un modello equivalente (ricavare tutti i parametri con procedure di fitting non è un problema banale, fittare le curve in mio possesso richiede sicuramente un certo numero di componenti). Non sono ancora arrivato al risultato finale ma ci sono quasi (sarà una cosa del tipo la serie di qualche cella RL parallelo + un paio di capacità qua e la).
Grazie a tutti per i contributi alla discussione.
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