Respuesta del filtro LC

He estado tratando de replicar la respuesta de paso de un filtro LC en LTSpice pero hasta ahora no he tenido éxito.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Ese es el circuito para el que quiero obtener la respuesta de paso. Como era de esperar, si tomo la función de transferencia y ejecuto el comando de paso en MATLAB, obtengo oscilaciones sostenidas.

H ( s ) = 1 C s 1 C s + L s

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Ahora, cuando trato de hacerlo en LTSpice, no obtengo ese resultado:

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Sospecho que el problema es que LTSpice realmente no proporciona una entrada de paso, ya que no pasa instantáneamente de 0 al valor final cuando se enciende la fuente (que es lo que se hace en MATLAB cuando se usa el comando de paso).

¿Puedes poner un relé?
@JohnBirckhead No estoy seguro de poder hacer eso, no sé cómo hacerlo. Estoy iniciando mi fuente de CC desde 0V al inicio, por lo que debería replicar una entrada de paso.
Tenga en cuenta que la frecuencia de resonancia es de 6,5 MHz. Tendría que expandir en gran medida la escala horizontal de su gráfico LTspice para ver esto.
Noté que en su gráfico LTSPICE tiene una ventana de simulación muy larga. El período de la frecuencia de resonancia de su circuito es menor que 1 us. Intente cambiar el tiempo de parada y el paso de tiempo máximo en LTSPICE. Establezca el máximo en algunos períodos de oscilación; como mínimo, debe muestrear al doble de la frecuencia de Nyquest, que es de 13,5 MHz o aproximadamente 75 ns.
¿Tiene algo que ver con la frecuencia de muestreo de la simulación? Intente configurar L=C=1.
Gracias chicos. Creo que tiene que ver más con la entrada. LTspice no permite generar una entrada de paso ideal (que tiene un tiempo de subida = 0). Parece que LTSpice no toma 0 para un tiempo de subida e incluso si lo deja en blanco, tiene algún valor predeterminado. Si lo hace más y más corto, comenzará a ver más oscilaciones (aunque el estado estable se alcanza después de un "tiempo"). Dado que existe un límite en lo pequeño que puede hacer el tiempo de subida, no es posible obtener oscilaciones sostenidas en LTSpice para este circuito, como lo haría si usara MATLAB
Oscilará a 6,5 ​​MHz, pero su paso de entrada es demasiado largo si miro su imagen.
Cuando use este circuito en LTspice, no olvide que LTspice, de manera predeterminada, agrega una resistencia en serie de 1 mOhm a la inductancia y una resistencia de derivación de 1/Gmin a la capacitancia, para que puedan amortiguar las oscilaciones (sospecho que Matlab las usa de manera ideal). Si desea que las oscilaciones continúen para siempre, debe anular los valores, establecerlos explícitamente en cero.

Respuestas (3)

V1 es actualmente una fuente de CC constante de 1v. Para replicar el primer circuito, todo lo que necesita hacer es "eliminar" V1 después de que se haya puesto algo de energía en los componentes L y C.

Hay muchas formas de hacerlo, una de ellas es hacer clic con el botón derecho en V1, avanzado, configurarlo en PWL (lineal por partes) y especificar niveles de tiempo y voltaje, como (lo que produce un borde de apagado 0ms 1v, 0.999ms 1v, 1.0ms 0vagudo ) luego observe el resultado en el gráfico. Como dice Dave, estos valores de L y C producirán una oscilación relativamente rápida: planee acercar un poco.

Si recuerda la teoría del inductor, un inductor cargado que se presenta repentinamente en un circuito abierto intentará producir un voltaje infinito (para mantener la corriente que fluye a través de él). Por lo tanto, simplemente eliminar la fuente de voltaje por completo no funcionará. En cambio, tiene que ir a 0v (en otras palabras, ser un conductor sólido). Entonces el circuito oscilará.

Editar : para ilustrar mejor este fenómeno, aquí hay una captura de pantalla de LTspice realizando la respuesta de impulso completa. Haga clic para tamaño completo. Tenga en cuenta que se agregó algo de "pérdida" al inductor (resistencia) y al capacitor, para modelar mejor las características del mundo real. Esta es la razón por la cual la amplitud decae ligeramente con el tiempo y se demostró porque la electrónica del mundo real está lejos de ser ideal, con muchos tipos de pérdidas.

Respuesta de paso de LC.

Supuse que la trama se tomó del voltaje a través del capacitor, no de la fuente de voltaje, pero no queda claro a partir de la pregunta qué se está trazando realmente.
Es el voltaje a través del capacitor @DaveTweed
Intenté lo que sugirió @rdtsc pero aún no puedo obtener oscilaciones sostenidas. De todos modos, cuando hablamos de una entrada escalonada (en sistemas de control) hablamos de una señal que pasa de 0 a su valor final de forma instantánea y se queda en su valor final para siempre. Eso es lo que estoy generando cuando uso el comando de paso en matlab.
Lo siento, no había visto tu respuesta editada hasta ahora. Gracias. De todos modos, no necesita bajar el voltaje a cero (después de subirlo a algún valor). El LC debe oscilar sobre el valor final de su paso de entrada. Si hubiera mantenido el pulso 'para siempre', la oscilación habría ocurrido sobre el valor final de su paso de entrada (como se mostraba hasta que apagó el pulso). Y sí, tiene razón, las resistencias en serie (pérdidas) asociadas con los componentes amortiguarán las oscilaciones hasta llegar finalmente al estado estacionario. Gracias por la respuesta. ¡Fue realmente útil!

Otros han proporcionado buenas respuestas, pero pensé que algunas imágenes bonitas serían apropiadas.

Aquí está su circuito en LTSpice. Tenga en cuenta el comportamiento de la fuente de voltaje: en lugar de ser una fuente constante, es un paso que inicialmente está en 0 V, aumentando a 1 V después de 100 ns, con un tiempo de subida de 1 ps (lo suficientemente cerca del instante).

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El gráfico resultante muestra claramente la respuesta escalonada y la oscilación deseada.

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Gracias por la respuesta. Lo he intentado antes y lo consigo. Cuanto menor sea el tiempo de subida, más oscilaciones vas a tener. Por supuesto, queremos simular lo más cerca posible una entrada de paso (sin tiempo de subida). Pero ejecute su simulación hasta, digamos, 8 ms, y verá que las oscilaciones desaparecen y los sistemas alcanzan el estado estable. Este no sería el caso si la entrada fuera un paso puro (tiempo de subida = 0)
Bueno, sí. LTSpice es un entorno de simulación basado en intervalos de tiempo y los eventos no pueden ocurrir instantáneamente. Como normalmente se usa para simular circuitos realistas, esto no es un problema. ¿Qué estás tratando de lograr en última instancia? Si desea simulaciones completamente ideales, MATLAB o similar será más apropiado.
Solo quería saber si había una manera de lograr esto en LTSpice, pero por lo que veo, no es posible generar una entrada de paso ideal allí.
Sí, lo siento, LTSpice no es realmente apropiado para cosas instantáneas. Principalmente porque los tiempos de subida infinitamente cortos conducen a derivadas infinitas, lo que hace que el simulador sea infeliz. Apéguese a su solucionador de funciones de transferencia para obtener los pasos ideales.

No sé específicamente sobre LTspice, pero muchos simuladores de circuitos inicializan la simulación al encontrar el punto de operación de CC del circuito. Si desea ver el comportamiento transitorio de inicio, debe deshabilitar esta inicialización.

Por ejemplo, modifiqué el esquema en su pregunta para que se ejecute la simulación de CircuitLab, y debe decir "Sí" al cuadro "Omitir inicial" para ver el comportamiento transitorio.

Respuesta del filtro LC
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