SPICEの小瓶(46) LTspiceでカットオフ周波数を求める、.measでお楽?

Joseph Halfmoon

前回、LTspiceの.MEASコマンドを使って、共振点の周波数を求めることができました。余勢を駆って思いつくのは、この方法を「流用」すればカットオフ周波数とか求まるんじゃね、ということです。やってみたらばハイパスだろうとローパスだろうと同じコマンドで求まります。カーソルを手動で動かすより便利?でも微妙にズレとるなあ。

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※ Analog Devices, Inc. LTspice を使用させていただいて動作確認しております。今回使用のバージョンは以下です。

XVII(x64) (17.0.37.0)

今回の.MEASコマンド

前回は、共振点の周波数を流れるAC解析から求めました。今回はLPF(ローパス・フィルタ)とHPF(ハイパス・フィルタ)のカットオフ周波数をやはりAC解析から求めたいと思います。ただね、前回は電流基準で計算したのだけれども今回は電圧っす。今回の.MEASはこんな感じ。

.meas AC Vpeak MAX mag(V(filterOUT))
.meas AC Fcutoff find frequency when mag(V(filterOUT)) = Vpeak/sqrt(2)

まず、1行目でフィルタ特性で振幅が一番上に来ているところの振幅Vpeakを求めておいて、2行目で振幅がVpeakの「ルート2」分の1(ということはパワーは半分ってことでよいよね)となるところの周波数を求めてます。

.MEASコマンドはLPFでもHPFでも同じものでカットオフ周波数が求まるのでないかい。やってみました。

まずはHPFから

HPFの回路図が以下に。C1の値に何やらコマケー数字を書き込んでありますが、これはカットオフ周波数がちょうど1kHzになるように「作った数字」であります。HPF_sch

まあ頭の中にカットオフ周波数があるのでシミュレーション範囲は100Hzから10kHzとこれまたバッチリ?な値です。まずはグラフが以下に。HPF_CUR

今回のシミュレションは頭が0dBになっていて分かり易いですが、一般の場合だとそうもいかないハズ。前回の共振周波数のピークのように測定用のカーソル一つだと「-3dB降りた」のポイントは見つけ難いので、カーソル1を頭のところに、カーソル2をカットオフ周波数(-3dB)のところにおいてます。「答えを知っているので当然」カーソル2の周波数は1kHzのところですなあ。

さてこのときSPICE_ERROR_LOGを開いてみるならばこんな感じ。HPF_measure

ううむ、990Hzとな。まあ近いけれども、微妙な値よの。100Hzより10000Hzのピーク測定値が、-0.04dBとなってピッタンコではないからなあ。その上、実際にはトビトビのポイントで計算しているだけにそうなってしまうのか?知らんけど。

つづいてLPF

LPFの回路図が以下に。こちらはローパスだけれども「目標」カットオフ周波数は1kHzで変わらず。LPF_sch

ACシミュレーションの結果が以下に。

LPF_CURこちらもカーソル読み取りはお約束の 1kHzデス。LPF_measure

 

.MEASの結果はというと、上記のように約1010Hz。今度はビミョ~に上。

まあ測定できてはいる感じなのだけれど、数字を追い込みきれてないデス。なして。

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