​零极点仿真分析

  • 2025.05.27

零极点分析是用于确定电路频率响应特性的关键方法,通过找到传递函数的零点和极点来分析电路的稳定性和频率响应。


一、基本原理

在电路分析中,传递函数 H(s) 描述了电路在频域中的输入输出关系,通常表示为:


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其中,N(s) 是分子多项式,D(s) 是分母多项式。零点是使 N(s)=0 的 s 值,极点是使 D(s)=0 的 s 值。


零点和极点在复平面上的分布决定了电路的频率响应和稳定性:

· 零点:影响频率响应的幅度和相位,但不影响稳定性的根本特性。

· 极点:决定系统的稳定性和响应速度。若极点位于复平面的左半部分,系统稳定;若极点位于右半部分,系统不稳定。


二、应用场景

1. 滤波器设计与分析:零极点仿真在滤波器设计和分析中具有重要作用。通过分析滤波器的零极点分布,可以确定滤波器的通带、阻带、带宽、截止频率等关键参数。例如在设计低通滤波器时,通过零极点分布可以直观地看到滤波器的通带和阻带特性,从而优化滤波器的设计。

2. 控制系统稳定性分析:在控制系统中,零极点分析用于评估系统的稳定性和动态响应。通过分析系统的开环传递函数和闭环传递函数的零极点分布,可以判断系统的稳定性,并优化控制器参数。

3. 信号完整性分析:在高速电路设计中,零极点仿真用于分析信号传输通道的频率响应特性,评估信号完整性。通过分析传输通道的零极点分布,可以评估信号在传输过程中的衰减和失真情况。

4. 射频电路设计:在射频电路设计中,零极点仿真用于设计和优化滤波器、放大器和匹配网络等射频组件。通过分析射频电路的零极点分布,可以评估其频率响应和稳定性。


三、使用 PowerExpert 进行仿真

巨霖的PowerExpert是一款基于图形化交互界面的电源电子系统设计和仿真工具,该平台可为您提供零极点分析,可以快速查看响应系统的零极点数值情况,便于后续分析。


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仿真结束后,会自动弹出波形显示器,零极点分析的结果在下方窗格的data页签可以看到:


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