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传输线加法器函数PSpice中仿真数字滤波器的传输线设计分析

PSPICE是由SPICE(Simulation Program with Intergrated Circuit Emphasis)发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。利用FORTRAN语言开发而成,主要用于大规模集成电路计算机辅助设计。

设计人员使用Pspice时主要是仿真模拟电路。用它也可以仿真数字滤波器。一个数字滤波器中的主要部件是延时元件、加法器和乘法器。加法器和乘法器可以用运算放大器来实现,延时元件可以用一根传输线来仿真。PSpice中的传输线是一种已被遗忘很久的元件,它可以实现数秒的延迟。


  例如,图1给出了一个二阶的回归数字滤波器。该滤波器的传递函数是:

  其中,H(z)是数字滤波器的传递函数,z是z变换变量,而Ai是传递函数分母上多项式的系数,Bi是传递函数分子上多项式的系数。用滤波器设计软件可以得到这些系数值(参考文献1)。采样频率fS与传输线延迟的关系是t=1/fS。例如,一个带通数字滤波器有900Hz到1kHz的3dB通带,采样频率为6kHz,Butterworth特性分析可得下列传递函数:

  此时,传输线的延迟为1/6000 =166.67ms。如果为传输线额外设定1Ω阻抗的Z,则传输线的参数为Z0=1Ω,和t=166.67ms。图2是PSpice电路。VCVS(压控电压源)E1和E2仿真电压跟随器,而VCVS E3和E4和与它们相连的电阻则仿真加法器。图3是仿真的结果。

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