LTspice高通滤波器仿真分析

对于模拟电路，一般都是先仿真看看效果，然后再打样，可以避免出现一些显而易见的问题，提高成功率。

最近测试的电路里有一个简单的高通滤波器，发现仿真与实测效果有个很严重的差异。因为如果我能预先知道它，电路就会有应对措施来避免它了。图1是LTspice滤波器的仿真结果， 蓝色波形为滤波器的输出，可以看到，它是单极性的，即0~-1V。而不是双极性，正负电压都有。 这样我就可以放心大胆地在后面加一个比如反相放大器，输出变成了0~1V，交给ADC采集。因为一般ADC输入引脚的电压范围基本只包含正电压，绝不能超出绝对额定最大值范围工作，参见图2。

图1 LTspice高通滤波器仿真结果

图2 某ADC的模拟输入绝对最大值范围

而实测结果却是双极性的，也就是输入到ADC信号包含负电压，已经超过绝对额定最大值范围了 。那么问题到底出在哪里呢？难道是仿真软件出问题了。当然这个怀疑其实应该最快排除掉，因为基本器件仿真，各个仿真软件结果应该都是一样的，毕竟基本的电路分析方法都是一样的。但我还是用Tina试了试，一样的仿真条件，结果基本是一样的，还是跟实测结果不一样。

图3 Tina测试电路与输入波形

图4 Tina高通滤波器仿真结果

那么问题到底出在哪里呢？网上查资料发现可能是仿真时间不够长的原因。加长仿真时间后，果然与实测结果一样了，即单极输出经过高通滤波器后，变成了双极性。参见图5和图6。

图5 延长仿真时间后LTspice的仿真结果

图6 延长仿真时间后Tina的仿真结果

经此得到的重要启发是： 以后时域仿真，特别是包含电容充放电的电路，一定要延长仿真时间，否则看不到事物全貌，很可能与实测结果不符 。至于它的原理，虽然我知道跟RC电路的充放电时间有关，但暂时还没想明白……