电路系统传递函数的极点决定了系统是否稳定,零点和极点一起决定了系统的稳态性能指标,因此对系统传递函数的零极点分析是很有必要的。对于高阶系统,直接求取其零极点比较有难度,Multisim 14.0提供的“Pole Zero(极点零点)”分析可快速求出系统的零极点。
在Multisim 14.0中建立仿真电路如图10-22所示,读者可自行用信号流图结合梅森公式求得系统传递函数。执行“Simulate”→“Analyses and simulation”命令,弹出“Analyses and simulation”窗口,在“Active Analysis”选项区中选择“Pole Zero”,打开“Pole Zero”对话框,其“Analysis parameter”选项卡如图10-23所示,各参数含义如下。
图10-22 零极点分析仿真电路
1)Analysis type:用于设置零极点分析的分析类型。该选项区共有4个选择模式:Gain Analysis(电压增益分析),即输出电压/输入电压;Impedance Analysis(互阻抗分析),即输出电压/输入电流;Input Impedance(电路输入阻抗)以及Output Impedance(电路输出阻抗)。
图10-23 零极点分析“Analysis parameters”选项卡
2)Nodes:用于设置输入/输出的节点(正、负端点)。该选项区包括“Input(+)”下拉列表,即正的输入端点;“Input(-)”下拉列表,即负的输入端点(通常接地,即节点0);“Output(+)”下拉列表,即正的输出端点;“Output(-)”下拉列表,即负的输出端点(通常接地,即节点0)。
3)Analysis performed:用于设置分析的对象,有Pole Analysis(只求出极点)、Zero Analysis(只求出零点)和Polo-Zero Analysis(同时求出零点和极点)3种选项。
Analysis options和Summary的设置和其他分析方法相同,默认设置即可,设置参数如图10-23所示。
单击“Run”按钮,零极点分析结果如图10-24所示,其中,“Real”表示实部,“Imaginary”表示虚部。根据仿真结果可知该系统无零点,有3个极点(取近似值),分别为-1、-1+0.709j和-1-0.709j。即系统传递函数为:H(s)= 0.5/(s+1)(s+1+0.709j)(s+1-0.709j)=1/(s3+2s2+2s+1),与理论分析一致。
图10-24 零极点分析结果