Simulazione: spettro di un segnale

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Stesura preliminare

In questa pagina esamineremo con un simulatore lo spettro di un segnale.

Per tutti questi segnali è utile "disegnare a mano" il grafico qualitativo nel dominio del tempo e nel dominio delle frequenza prima di avviare la simulazione partendo dagli esempi mostrati nella pagina Serie di Fourier e nei relativi esercizi.

Esempio 1

Consideriamo il seguente circuito costituito da un generatore sinusoidale (f = 2 MHz, V_P = 5 V):

Segnale sinusoidale

Impostiamo la simulazione per osservare una decina di periodi:

SInusoide

Aggiungere la sonda Place Fourier Voltage Probe, impostando i parametri Continuos Fourier, Magnitude, Stop Frequency come mostrato nella seguente figura:

Impostazione della sonda

Simulare il circuito con le stessa configurazioni usate per il grafico precedente; lo spettro mostrato dovrebbe essere simile al seguente (nota 1), costituito da una singola linea spettrale:

Spettro di una sinusoide

Attività 2

Analizzare lo spettro di un'onda quadra con le seguenti caratteristiche:

V_MAX = 5 V
V_min = 0 V
f = 125 KHz

Come cambia lo spettro se V_min = -5 V?

Come cambia lo spettro se f = 500 kHz?

Attività 3

Generare un'onda quadra con il seguente spettro:

Spettro di un segnale ad onda quadra

Attività 4

Analizzare lo spettro di un'onda rettangolare con le seguenti caratteristiche:

V_MAX = 5 V
V_min = 0 V
f = 125 KHz
DC = 20%

Come cambia lo spettro se f = 500 kHz?

Come cambia lo spettro se DC = 25%?

Attività 5

Generare un segnale con il seguente spettro:

Spettro segnale rettangolare

Attività 6

[approfondimento] Generare un segnale con un Duty Cycle (DC) molto piccolo, per esempio 0.1% e analizzare lo spettro.

Attività 7

[approfondimento] Analizzare lo spettro di un singolo impulso.

Note

Se siete "infastiditi" dal fatto che nel grafico è mostrato un triangolo e non una linea verticale, potete aumentare il tempo di simulazione, mostrando un numero maggiore di periodi. Non esagerare: ci sono impatti notevoli sul tempo di calcolo! Inoltre è utile specificare all'interno delle impostazioni della sonda i parametri Know fundamental frequency specificando la frequenza effettiva del segnale e scegliere Rectangolar Window

Data di creazione di questa pagina: ottobre 2021
Ultima modifica: 2 maggio 2022