Hallo Zusammen,
Ich bin gerade dabei mich in mit PSpice (Student_Version) zu
beschäftigen. Mein Vorhaben ist es, einen OpAmp auf seine
Rauscheigenschaften hin zu untersuchen. Es handelt sich dabei um das
Modell LMC6001 von National semiconductor. Das Spice-Modell bekomme ich
soweit auch in mein Programm reingeladen und kann erste Simulationen
durchführen. Nun musste ich jedoch feststellen, dass in der .mod-Datei
folgender Vermerk prangt: "Noise is not modeled". Da mich jedoch gerade
das Rauschen des Opamps interessiert, stellt sich mir die Frage, wie ich
die nötigen Parameter nachträglich einfügen kann und vor allem wieviel
Aufwand das bedeutet?
Danke schonmal für eure Unterstützung...
Gruß
Seb
Kurzer Nachtrag:
Wo kann ich diesen Wert wie unten verlangt einstellen (Hinweis entstammt
ebenfalls der .mod-Datei)?
"Caution: Set .options GMINS = 1E-16 to correctly model input bias
current."
Wenn du nur einen konstanten Vrelauf des Rauschspektrums brauchst, dann
nimm eine E-Quelle und einen Widerstand. Die baust du in die Zuleitung
zum +Eingang deines Opamps. Das klappt aber nur, wenn dein Opamp-Modell
allein nicht mehr Rauschen generiert, als das Datenblatt angibt.
Hallo Helmut,
Danke für deine Hilfe. Die Idee ist einfach und gut.
Da könnte ich doch bei den Rauschstromquellen ähnlich verfahren, oder?
Mir stellt sich außerdem die Frage, wie ich das 1/f-Rauschen
berücksichtigen kann.
Den von dir am Schluss eingebrachten Punkt muss ich mal überprüfen. In
der Modellbeschreibung steht jedenfalls, dass das Rauschen nicht
modelliert wurde.
Wenn ich mir die von dir vorgeschlagene E-Source aufbaue, bekomme ich
von PSpice den Fehler:
Less than 2 connections at node xy (rechter Knoten des Widerstandes an
der E-source).
Eine junction ändert nix daran und was anderes will ich da eigentlich
nicht reinbasteln. Vielleicht kennt ja jemand diesen Fehler?
Den Fehler habe ich jetzt einfach mit zwei parallelen Widerständen
beseitigt. Ist zwar nicht schön, aber eine andere Lösung fällt mir nicht
ein.
Den "flachen" Anteil des Eingangsrauschen bekomme ich nun relativ gut
modelliert. Jetzt bin ich dran das Verhalten bei kleinen Frequenzen
(<1kHz) nachzubilden. Da steigt die Rauschspannung immer weiter an.
Vielleicht hast du da auch eine Idee (zusätzliche Diode oder FET ?!)?
Zumindest bei LTspice ist ein universelles OpAmp-Symbol dabei, dem man
die Daten aus dem Datenblatt des OpAmps reinschreiben kann. Damit hatte
ich mir ein Modell für den NE5532 gebastelt, für den es offensichtlich
kein gescheites Modell irgendwo gibt. Das von TI hat offensichtlich
Macken. Der Vergleich mit den Kurven aus dem Datenblatt sieht sehr gut
aus. Vielleicht bietet dein SPICE etwas ähnliches?
Eigentlich sollte diese Library von LTC auch mit deinem funzen.
Eventuell mußt du nur simple Sachen anpassen.
Habe dir mal das Projekt angehangen.
Gruß -
Abdul
Hallo Abdul,
Danke für deine Antwort.
Die Bib konnte ich bei mir importieren. Es sieht auch soweit aus, als
wenn keine Fehler aufgetreten wären. Im Prinzip bin ich nun jedoch nicht
weiter als vorher. Von dem LMC besitze ich ja durchaus eine library, die
jedoch kein Rauschen berücksichtigt. Für mich wäre es wichtig zu wissen,
wie ich das in mein Modell "reinbasteln" kann. Für PSpice existiert zwar
ein Modelleditor, aber ich ich habe keine Ahnung, welche Parameter ich
hinzufügen oder an welchem Rädchen gedreht werden muss, um das Verhalten
aus dem Datenblatt nachzubilden.
Gruß
Seb
ok, zu früh Entwarnung gegeben. Die Simulation läuft doch nicht. Die
.lib wird nicht richtig eingebunden. Vielleicht kannst du mir dennoch
bei meinem Anliegen helfen?
Ich kann dir leider nicht weiterhelfen. An deiner Stelle würde ich
woanders Hilfe suchen, oder eben meinen Weg gehen.
Vielleicht den OpAmp wechseln bzw. das Modell eines sehr ähnlichen
nehmen? Ich meine, was soll ein OpAmp-Modell ohne Rauschen? Will der
Hersteller nichts verkaufen? grusel
Tut mir leid -
Abdul
Hallo Abdul,
Also in der Modelldati steht "noise is not modelled", jedoch bekomme ich
bei Simulationen zumindestens für 1kHz einen korrekten Wert für das
input noise. Leider stimmt der Verlauf für kleinere Frequenzen nicht und
der gerade die interessieren mich.
Deinen Weg habe ich leider noch nicht ganz verstanden.
"Zumindest bei LTspice ist ein universelles OpAmp-Symbol dabei, dem man
die Daten aus dem Datenblatt des OpAmps reinschreiben kann."
Welche Daten hast du da z.B. reingeschrieben? Für mich ist diese
Textliste etwas kryptisch.
Falls das doch nichts wird ... trotzdem danke ;)
Gruß
Seb
Hm. Vielleicht einfach LTspice installieren. Läßt sich auch wieder
problemlos deinstallieren.
Habe dir das Projekt als Bild angehängt.
Du schreibst die gewünschten OpAmp-Parameter in das Projekt rein und die
vorgefertigte Modell berechnet daraus eine schöne SPICE-Beschreibung.
Schau dir das SPICE-Modell einfach mal an. Ist mit jedem Editor zu
öffnen.
Probiers einfach aus. Kann man schlecht beschreiben.
Gruß -
Abdul
Hab zwar schon nen Bierchen hinter mir, aber das sieht ja nicht schlecht
aus. Bin bisher noch nicht in die Lage gekommen, an einem Modell
rumzubasteln zu müssen. Werde mir das Programm morgen mal zu Gemüte
führen und mich nochmal melden.
danke !
Die wenigsten Opamp-Modelle haben das Rauschem im Subcircuit
implementiert.
1/f Rauschen generiert man mit einer Diode deren Rauschstrom als
Rauschspannung in den Eingangspfad eingefügt wird (mittels einer
gesteuerten Quelle).
Das mit der Diode hatte ich gestern schon versucht. Stromgesteuerte
Spannungsquelle an den Eingangspfad, aber nichts passiert. Vielleicht
rauscht meine Diode nicht?
Also ich kann an den Koeffizienten + Exponenten drehen wie ich will,
aber ein 1/f-Verhalten will sich nicht einstellen. Ich habe dazu einfach
eine Diode aus der Bib von PSpice genommen und im Editor die Parameter
Kf und Af hinzugefügt.
Hi Helmut,
Der Fehler lag irgendwie an der verwendeten Diode. Habe nun eine eigene
gebastelt und die gibt mir ein wunderbares Spektrum.
Finde ich echt bemerkenswert, dass du dich immer wieder gemeldet hast.
Danke nochmal dafür.
Gruß
Seb
Jetz hab ich noch was:
Wer weiß, wie slewrate und phasemargin genau definiert sind? Hatte mit
beiden Werten gespielt, aber nichts sinnvolles rausbekommen. Entweder
ergab sich keine Änderung, oder das Modell ging überhaupt nicht mehr.
Leider sind in den Datenblättern dieses Chips auch nur spärliche
Testschaltungen abgebildet.
Ansonsten funzt das Modell wie im Datenblatt angegeben.
Und wer kennt noch vergleichbare OpAmps? Niedriges Rauschen und relativ
schnell bei sehr günstigem Preis scheint nur für den NE5532/4
zuzutreffen. Habe ich einen übersehen? Einer, der mit niedrigerer
Versorgungsspannung auch gut zurechtkommt, wäre toll.
Gruß -
Abdul
Hallo
"slew rate" ist die maximale Anstiegsgeschwindigkeit am Ausgang, z.B.
5V/us.
Die hängt natürlich auch von der Verstärkung ab. Am größten ist die bei
Verstärkung +1.
Phase margin ist die Differenz der Phasenverschiebung zu -180° bei der
Frequenz bei der die Leerlaufverstärkung auf 0dB(=1) abgefallen ist.
phase margin = phi(f_0dB)-(-180°) = phi(f_0dB)+180°
Siehe Bild auf Seite 7, Mitte links. Da sind Punkte eingezeichnet für
die "phase margin".
http://www.farnell.com/datasheets/81525.pdf
Zu jeder Spezifikation gehört natürlich auch die Angabe des
Lastwiderstandes der am Ausgang angeschlossen ist.
Slew-rate ist mir schon klar. Nur hat die Angabe irgendwie mit der
Simulation nichts zu tun. Jedenfalls nichts sinnvolles.
Bislang rätselte ich mir zusammen, daß phase-margin sicherlich mit der
Schleifenstabilität zu tun hat, also ob der OpAmp stabil bei V=1 oder
V=5 oder sonstwas ist. Vermutlich gibt es für den NE5532 eigentlich nur
zwei Möglichkeiten: 45° oder 60°.
Bin also nun genauso schlau wie vorher, da:
1. Slew-rate im DB des NE5532 angegeben, aber die Wirkung in LTspice
obskurr ist
2. Phase-margin im DB nicht angegeben ist, LTspice aber einen Wert
möchte.
3. Die gewünschten Einheiten für LTspice unklar sind.
Keiner da, der sich mit dem NE5532 UND SPICE auskennt?
Mir scheint es so, daß die billigen Typen als Marketing-Magneten bei den
Herstellern angeboten werden, aber dort diese keiner wirklich will, da
zu billig. Also keinerlei saubere Doku.
Gruß -
Abdul
"Slew-rate ist mir schon klar. Nur hat die Angabe irgendwie mit der
Simulation nichts zu tun. Jedenfalls nichts sinnvolles."
10Meg bedeutet da 10e6V/s also 10V/us.
Du musst schon ein sehr schnelles Signal anlegen (Rechteck, große
Amplitude) um in die Slewrate-Begrenzung zu kommen.
"Bislang rätselte ich mir zusammen, daß phase-margin sicherlich mit der
Schleifenstabilität zu tun hat, also ob der OpAmp stabil bei V=1 oder
V=5 oder sonstwas ist. Vermutlich gibt es für den NE5532 eigentlich nur
zwei Möglichkeiten: 45° oder 60°."
"Bin also nun genauso schlau wie vorher, da:
1. Slew-rate im DB des NE5532 angegeben, aber die Wirkung in LTspice
obskurr ist"
Was heißt da obskur?
" 2. Phase-margin im DB nicht angegeben ist, LTspice aber einen Wert
möchte. "
Die kannst du im Datenblatt meistens in der Openloop Gain Kurve ablesen.
Das ist die Phase bei Gain 0dB plus 180°.
Wenn nichts im Datenblatt drin steht, dann nimm einen Wert zwischen 45°
und 60°. Das gilt natürlich nur für "unity stable" opamps.
" 3. Die gewünschten Einheiten für LTspice unklar sind.
In dem UniversalOpamp2-Modell ist alles im MKS-system,
Meter, Kilogramm, Sekunde.
Ich habe mal nachgeforscht:
1. phase-margin = 180°-phase
2. optimale Impulsantwort bei 60°. Optimaler "Oszillator" bei 180°.
3. Die Datenblätter für NE5532 sind durchweg extrem knapp. Beim NJM5532
wurde ich fündig und gehe davon aus, daß dieser dem originalen NE5532
zumindest sehr ähnlich ist: Bild oben links auf Seite 3
http://eicom.ru/downloads/?pdf=/NJR_PDFs/NJM5532/NJM5532.pdf
Demnach hat er bei V=0 eine phase-margin von 50°. Oder sollte man den
Plateau-Wert nehmen?
4. Die NE5532 von TI sind ein verbesserter DIE der Originalentwicklung
von Philips. Die von TI verzerren weniger, neigen aber dafür etwas eher
zum Schwingen.
Würde mir soweit ein OpAmp-Experte zustimmen, oder gibts was zu
verbessern?
5. In welcher Einheit muß nun die phase-margin in dem Modell von LTspice
eingetragen werden? Numerisch als 45°? Oder als Radiant?
6. Die Eckfrequenz für die Rauschwerte habe ich abgeschätzt auf 300Hz.
Ist da jemand anderer Meinung?
Die slew-rate werde ich nochmals simulieren. Danke
Der NE5532 scheint auch ein Spezialfall zu sein, da er intern mehrfach
kompensiert ist. Da sieht man im Schaltplan mehrere Kondensatoren.
Vielleicht käme man mit dem LTspice-Modell 3b weiter?
Soweit wäre das Modell dann brauchbar. Fürs Archiv :)
Gruß -
Abdul
> 3. Demnach hat er bei V=0 eine phase-margin von 50°. Oder sollte man den
Plateau-Wert nehmen?
Nein. Den Wert bei V=1(0dB) nehmen.
> 5. In welcher Einheit muß nun die phase-margin in dem Modell von LTspice
eingetragen werden? Numerisch als 45°? Oder als Radiant?
z.B. 45 für 45°
Helmut schrieb:
>> 3. Demnach hat er bei V=0 eine phase-margin von 50°. Oder sollte man den> Plateau-Wert nehmen?>> Nein. Den Wert bei V=1(0dB) nehmen.
Bei V=1 ist das Diagramm bereits am Ende angekommen. Hast du dir das
Bild mal angesehen?
>>> 5. In welcher Einheit muß nun die phase-margin in dem Modell von LTspice> eingetragen werden? Numerisch als 45°? Oder als Radiant?>> z.B. 45 für 45°
Aha. Wo steht das eigentlich beschrieben?
Das Thema scheint nur uns beide zu interessieren. Kann ich mal wieder
nicht verstehen.
Gruß -
Abdul
>Das Thema scheint nur uns beide zu interessieren. Kann ich mal wieder>nicht verstehen.
Da täuscht du dich, ich lese diesen Thread sehr interessiert mit. Kann
dir aber auch nicht mit Antworten dienen ;)
Gruß Hagen
Na wenn du keine Antworten hast, dann vielleicht eine Frage??
Mich wunderts halt, weil der NE5532 total gängig ist und SPICE doch
eigentlich auch. Bauen die meisten alles erstmal per Formeln und
Experimentierbrett auf? Bei mir kommt nach den grundsätzlichen
Überlegungen erstmal LTspice, wenns da reinpaßt.
Ganz sicher werde ich jedenfalls im 21. Jahrhundert keine Rauschspannung
am Ausgang per Hand ausrechnen. Das machte ich vor 20 Jahren
(vielleicht).
Außerirdischer Gruß -
Abdul
>Bauen die meisten alles erstmal per Formeln und>Experimentierbrett auf? Bei mir kommt nach den grundsätzlichen>Überlegungen erstmal LTspice, wenns da reinpaßt.
So gehe ich auch vor, muß man sogar. Spice ist wirklich nur eine grobe
Richtung für die Realität besonders wenn man OpAmp Modelle, deren
Simulation dann mit der Realität vergleicht. Ich nutze es um ein
"Gefühl" für die Bauteileänderungen die mich in der Realität erwarten zu
bekommen. Wenn ich eine Frage habe mache ich einen neuen Thread auf ;)
Gruß Hagen
>>> 5. In welcher Einheit muß nun die phase-margin in dem Modell von LTspice>>> eingetragen werden? Numerisch als 45°? Oder als Radiant?>>>> z.B. 45 für 45°>Aha. Wo steht das eigentlich beschrieben?
Der vorbesetzte Wert im platzierten UniversalOpamp ist
phimargin=45
Das kann ja nur in Grad sein weil 45 im Bogenmaß bei einem System 2.
Ordnung nicht möglich ist.
Ansonsten in der LTspice Gruppe nachfragen. Den Helmut den du da
findest, das bin ich.
http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice/
Ansonsten werf mal einen Blick auf Seite 203.
http://ltspice.linear.com/software/scad3.pdf
Hagen Re schrieb:
> So gehe ich auch vor, muß man sogar. Spice ist wirklich nur eine grobe> Richtung für die Realität besonders wenn man OpAmp Modelle, deren> Simulation dann mit der Realität vergleicht. Ich nutze es um ein> "Gefühl" für die Bauteileänderungen die mich in der Realität erwarten zu> bekommen. Wenn ich eine Frage habe mache ich einen neuen Thread auf ;)>
Ganz am Anfang als Schüler hatte ich mal mit OpAmps in Gitarrenprojekten
gespielt. Da hatte ich allerdings keinerlei Ahnung und es hörte sich
dann entsprechend an. Der Frust hat mich dann (auch) zu Mikrocontrollern
geführt. So kam es, daß ich Jahrezehnte OpAmps praktisch nie intensiv
benutzte.
Nach der Entdeckung von LTspice wurde Simulation einfach - auch wenn
mein damaliger Chef es für unnütz hielt. Na gut, wir trennten uns :-)
Kurz gesagt: Was LTspice an Ergebnissen liefert, liegt bei meinen
Messungen bis 100MHz immer ziemlich genau am Skope-Bild! Wenn man alle
wichtigen Parasitäten mit einbaute - was ich grundsätzlich tue. Dafür
braucht man natürlich viel Erfahrung. In meinem Alter hat man die :-))
Vielleicht sind die OpAmp-Modelle in SPICE nicht ganz so gut.
Andererseits hat Mike im I-Net behauptet, man würde mit seinem
generischen OpAmp-Modell oftmals besser laufen als mit den originalen
der einzelnen Hersteller. Und was er sagt, stimmt meist (- aus meiner
Erfahrung).
Das schnelle Probieren von Veränderungen, das gefahrlose Messen an
Hochspannung, die Messung an Punkten die normalerweise gar nicht
erreichbar sind - das sind die großen Vorteile von SPICE.
Gruß -
Abdul
Helmut schrieb:
>>> z.B. 45 für 45°>>>Aha. Wo steht das eigentlich beschrieben?>> Der vorbesetzte Wert im platzierten UniversalOpamp ist>> phimargin=45>> Das kann ja nur in Grad sein weil 45 im Bogenmaß bei einem System 2.> Ordnung nicht möglich ist.
Stimmt. Die Vorbesetzung ist mir komplett entgangen. Danke!
>> Ansonsten in der LTspice Gruppe nachfragen. Den Helmut den du da> findest, das bin ich.> http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice/
Das ist naheliegend. Merke ich schon an der Sprache.
>> Ansonsten werf mal einen Blick auf Seite 203.> http://ltspice.linear.com/software/scad3.pdf
Und, wie schmeckte das NE5532-Eis?
Wird LTspice mal ne Zukunft haben, wenn Mike in Rente geht?
Gruß -
Abdul
Hallo Abdul,
Wenn Mike mal in Rente geht(in 10 Jahren?), dann bin ich auch in Rente.
Bis dahin wären das dann immerhin fast 20 Jahre LTspice. Ob es dann noch
PSPICE und all die anderen SPICEs gibt steht da schon eher in Frage, da
die Leute dafür eine Menge Geld hinlegen müssen. Und diese Programme
werden immer teurer, schneller als die Inflationsrate. Vielleich findet
Mike ja in 10 Jahren einen würdigen Nachfolger. Übrigens ist LTspice
eines der wenigen SPICE-Programme die auf allen Betriebssystemen laufen,
bis zurück zu WIN98. OK, WIn98 müsste heute nicht mehr unterstützt
werden. Hast du schon entdeckt, dass LTspice inzwischen "multithreaded"
ist. Das ist ein echtes Highlight. Darauf musst du bei anderen
SPICE-Programmen noch lange warten bis die mal Multiprocessor
unterstützen.
Fazit: Mach dir keine Sorgen um die Zukunft von LTspice.
Na sei dir mal nicht so sicher mit der Rente. Eventuell sind wir dann
froh, wenn wir noch einen Putzjob nebenbei haben. Mit >75!
LTspice ist schon nett. Auch nach 25 Jahren habe ich es noch nicht
gelernt und die neueste Version installiert. Der Vorteil von
Multithreaded funzt leider nicht auf einem Vista AMD 64 Dualcore. Ist
genauso schnell wie mein alter Rechner mit 1.4GHz AMD Schüttel-CPU.
Vielleicht bringts was auf einem 4-Kern Rechner.
Was ich mir noch wünschen würde, wäre ein ansprechendes GUI obendrauf
gestülpt. Da hat er kein Händchen für. Ist reinrassiges Techniker-Tool.
Hätte fast Linux gesagt. Psssst.
Gruß -
Abdul
