【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大规模线性电路的仿真，尤其涉及一种利用rlc电路实现传输函数的方法。
技术介绍
1、在电路仿真中，经常会遇到大规模线性电路，例如在emir中会有上亿规模的rc电路。虽然电路中包含了数量巨大的节点，但往往这个线性电路和外界连接的端口数目远远小于其内部的节点数，因此模型降阶是一个应用很广泛的技术。
2、在各种模型的降阶方法中，有一种方法是计算系统的传输函数，然后用rlc元件将这个传输函数用rlc电路进行表示，新的rlc电路可以看成是原电路的一个近似表示。由于新的rlc电路规模远远小于原电路的规模，从而实现电路降阶的目的。
3、由于传输函数往往是频率的函数，它来自于用户在所关注的频率点附近做级数展开。这样，传输函数可以写成
4、
5、这里h(s)是传输函数，s＝j2πf，f是频率。ai，i＝0，...，n是多项式展开的系数和阶数。而ck和pk，k＝1，...，m是有理真分式的留数和极点。
6、对于无源电路，传输函数通常可以表示成一次项、常数项和有理真分式之和，即公式(2)。
7、
8、对于有源电路，则可能包含多项式展开的高阶项。如果传输函数写成公式(2)的形式则可以找到文献[1]将其转化成rlc电路，但是对于包含高阶项的情况，尚没有这方面的工作。
9、本专利针对包含有频率高阶项的传输函数提出了一种利用rlc电路的表征方法。使得传输函数降阶方法可以在更广泛的范围内使用。在本专利中，所述传输函数是电路导纳。
10、参考
11、[1]zhenyu qi，hao yu，pu liu，sheldon x.-d.tan，and lei he，widebandpassive multiport model order reduction and realization of rlcm circuits，ieeetransactions on computer-aided design of integrated circuits and systems，vol.25，p1496-p1509(2006).
技术实现思路
1、为了解决现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种利用rlc电路实现传输函数的方法，针对包含频率高阶项的传输函数进行电路实现，该方法拓展了只适用于无源电路的传递函数电路实现的情况，也就是传输函数不只包含频率的一次项，常数项和有理真分式，还可以在传递函数中包含频率的高阶项。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供的利用rlc电路实现传输函数的方法，包括：
3、将仿真模型降阶的传输函数拆分为包含频率高阶项的第一多项式和包含常数项以及有理真分式之和的第二多项式；
4、计算所述第一多项式等于零的根；
5、根据所述第一多项式及其所有根的集合，计算所有根对应系数的集合；
6、根据各个根及其对应的系数，计算各个根对应的rlc元件的值；
7、将计算出的rlc元件放入各个根对应的电路拓扑结构中，构建所述第一多项式对应的rlc电路；
8、构建所述第二多项式对应的rlc电路，并将所述第一多项式对应的rlc电路与所述第二多项式对应的rlc电路并联实现仿真模型降阶的传输函数。
9、进一步地，所述将仿真模型降阶的传输函数拆分为包含频率高阶项的第一多项式和包含常数项以及有理真分式之和的第二多项式的步骤，采用如下模型进行：
10、h(s)＝h1(s)+h2(s)
11、
12、
13、其中，h(s)为传输函数，h1(s)是包含频率高阶项的第一多项式，h2(s)是包含常数项以及有理真分式之和的第二多项式，ai，i＝0，...，n是多项式展开的系数和阶数，ck和pk，k＝1，...，m是有理真分式的留数和极点。
14、进一步地，所述第一多项式可以表示如下：
15、
16、其中，nc是共轭复根的对数，n为根的总个数，αk和为一对共轭复根，从2nc+1到n用来标记实根，n-2nc为实根的数目，αl是第l个实根。
17、进一步地，所述根据所述第一多项式及其所有根的集合，计算所有根对应系数的集合的步骤，还包括：
18、对于第n个根，根据如下公式计算其对应的系数，
19、
20、其中，h′1(s)是第一多项式对s求导得到的多项式，h′1(αn)是第一多项式求导后的多项式在αn的取值，n为第一多项式等于零的根的总个数，αn为第一多项式等于零的第n个根，βn为第一多项式第n个根对应的系数。
21、进一步地，所述系数集合为
22、
23、其中，b为系数集合，βk和为第k对共轭复根对应的系数，βl为第l个实根对应的系数，nc是共轭复根的对数，n为根的总个数。
24、进一步地，所述根据各个根及其对应的系数，计算各个根对应的rlc元件值的步骤，还包括：
25、对于实根及其对应的系数，对应的rlc元件包括电阻和电容，根据如下公式计算出对应的电阻和电容的值：
26、
27、其中，cl、rl为第l个实根对应的电容和电阻，αl、βl为第l个实根对应的根及系数。
28、进一步地，所述根据各个根及其对应的系数，计算各个根对应的rlc元件的值的步骤，还包括：
29、对于共轭复根及其对应的系数，对应的rlc元件包括第一电阻、第二电阻、电容以及电感，根据如下公式计算出第一电阻、第二电阻、电容、电感的值：
30、
31、
32、其中，ck、r1k、r2k、lk为第k对共轭复根对应的电容、第一电阻、第二电阻和电感；βkr＝re(βk)，αkr＝re(αk)，k＝1，2，…，nc；nc是共轭复根的对数；αk和为第k对共轭复根；βk和为第k对共轭复根对应的系数。
33、更进一步地，所述将计算出的各个根及系数对应的rlc元件放入对应的电路拓扑结构中，构建所述第一多项式对应的rlc电路步骤，进一步包括：
34、对于每一个实根，将其对应的电阻与电容并联放入实根对应的电路拓扑结构；
35、对于每一对共轭复根，将其对应的第一电阻与电感串联，并分别与第二电阻、电容并联，放入共轭复根对应的电路拓扑结构；
36、将所有的共轭复根对应的电路拓扑结构和实根对应的电路拓扑结构依次串联，形成所述第一多项式对应的rlc电路。
37、为实现上述目的，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器，用于执行所述存储器所存放的计算机程序，以实现如上所述的利用rlc电路实现传输函数的方法。
38、为实现上述目的，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用RLC电路实现传输函数的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的利用RLC电路实现传输函数的方法，其特征在于，所述将仿真模型降阶的传输函数拆分为包含频率高阶项的第一多项式和包含常数项以及有理真分式之和的第二多项式的步骤，采用如下模型进行：
3.根据权利要求1所述的利用RLC电路实现传输函数的方法，其特征在于，所述第一多项式表示如下：
4.根据权利要求1所述的利用RLC电路实现传输函数的方法，其特征在于，所述根据所述第一多项式及其所有根的集合，计算所有根对应系数的集合的步骤，还包括：
5.根据权利要求4所述的利用RLC电路实现传输函数的方法，其特征在于，所述系数集合为
6.根据权利要求1所述的利用RLC电路实现传输函数的方法，其特征在于，所述根据各个根及其对应的系数，计算各个根对应的RLC元件值的步骤，还包括：
7.根据权利要求1所述的利用RLC电路实现传输函数的方法，其特征在于，所述根据各个根及其对应的系数，计算各个根对应的RLC元件值的步骤，还包括：
8.根据权利要求1所述
9.一种电子设备，包括存储器、处理器，以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器，用于执行所述存储器所存放的计算机程序，以实现权利要求1至8任一项所述的利用RLC电路实现传输函数的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现权利要求1至8任一项所述的利用RLC电路实现传输函数的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种利用rlc电路实现传输函数的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的利用rlc电路实现传输函数的方法，其特征在于，所述将仿真模型降阶的传输函数拆分为包含频率高阶项的第一多项式和包含常数项以及有理真分式之和的第二多项式的步骤，采用如下模型进行：
3.根据权利要求1所述的利用rlc电路实现传输函数的方法，其特征在于，所述第一多项式表示如下：
4.根据权利要求1所述的利用rlc电路实现传输函数的方法，其特征在于，所述根据所述第一多项式及其所有根的集合，计算所有根对应系数的集合的步骤，还包括：
5.根据权利要求4所述的利用rlc电路实现传输函数的方法，其特征在于，所述系数集合为
6.根据权利要求1所述的利用rlc电路实现传输函数的方法，其特征在于，所述根据各个根及其对应的系数，计算各个根对应的rlc元件值的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张进宇，赖小略，肖璇，吴大可，周振亚，
申请(专利权)人：北京华大九天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。