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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LTSpice swad sinus voltage klirrt


Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Hallo zusammen,
bin gerade am rumtesten und habe festgestellt, das die Sinusquelle unter 
LT-Switchercad einen Lattenzaun produziert.

Mache ich da etwas falsch oder gibt es einen anderen Weg, einen 
"sauberen" Sinus zu erzeugen?

Ich werde als nächstes eine Wien Brücke aufbauen um zu sehen, ob das 
Spektrum sauberer aussieht.

Gruß Axelr.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Wien-Brücke funktioniert -80db sind ok. Der Rest ist Rauschen.

Autor: Heinrich v. Haferstich (Gast)
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Nö, nö, das ist schon richtig so.

Vielleicht sind das Störungen beim Einschwingen. Laß einfach mal etwas 
weiterlaufen, also z.B. TRAN 10, oder so.
Hast Du mal gesehen, in welchem Dämpfungsbereich sich das bewegt? Sind 
so -100 dB bis -150 dB! Also nicht der Rede wert, sehr stark gedämpft.

Passiert mir aber manchmal auch beim LTSpice. Auf den ersten Blick sieht 
das Ergebnis meist verhehrend aus (Rauschen, Rippel usw.), bis ich mal 
auf die Skalierung der y-Achse schaue und merke, daß sich das in 
unwichtigen Größenordnungen bewegt.

Autor: HildeK (Gast)
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>bis ich mal
>auf die Skalierung der y-Achse schaue
Naja, bei seinem Sinus aus der Quelle liegt die vierte bei -30dB. Das 
ist schon der Rede wert!

@Axel Rühl

Der Timestep für die Simulation ist zu groß. Ich vermute mal, dass SWCad 
diesen nach den notwendigen Ereignissen wählt. Man kann aber auch im 
.tran-Befehl diesen auf einen Maximalwert begrenzen. Damit wird die 
Simulation aber langsamer - es müssen wesentlich mehr Punkte berechnet 
werden.
Modifiziere mal auf:
.tran 0 0.1 0 10n
Ich erhalten dann einen Abstand von rund 120dB.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Bei deiner ersten Messung hast du aber nur wenige Schwingungen 
aufgenommen die zum Schluss hart abgeschnitten werden. Das erzeugt dann 
deine Oberwellen.
Du sollstes mal in deinem ersten Beispiel versuchen auf eine ganzahlige 
Anzahl von Schwingungszuegen zu kommen. Falls das nicht moeglich ist 
solltes du auch mal eine andere Fensterfunktion bei der FFT verwenden. 
Die kann man bei LTSpice einstellen. Standartmaessig ist ein 
Rechteckfenster eingestellt. Das schneidet am Anfang und um Ende hart 
ab. Bei deinem zweiten Beispiel hast du wesentlich mehr Schwingungen 
aufgenommen. Dann spielt das harte Abschneiden am Ende eine wesentlich 
kleinere Rolle.

Gruss Helmi

Autor: HildeK (Gast)
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@Helmut Lenzen (helmi1)
Ich glaube, er hat uns nur einen Ausschnitt vom Zeitsignal gezeigt. Mit 
.tran 0.1 und f=1kHz waren es hundert vollständige Schwingungen.

>Die kann man bei LTSpice einstellen.
Hast du einen Tipp, wo?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Du must wenn du die FFT anzeigen lassen willst unter dem Punkt Windowing 
die Fensterfunktion auswaehlen.

Autor: HildeK (Gast)
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Danke - da hätte man drauf kommen können :-)

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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>Modifiziere mal auf:
>.tran 0 0.1 0 10n
>Ich erhalten dann einen Abstand von rund 120dB.

Ich nun auch:-))

Vielen Dank einstweilen auch für die anderen Hinweise.
BTW: Blackmann-Harris hatte ich bereits eingestellt.

Schon sehr spannend, oder?

Viele Grüße
Axelr.

Autor: HildeK (Gast)
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>Schon sehr spannend, oder?
Ja, das ist eine Simulation eigentlich immer und der Abgleich mit der 
realen Schaltung ist es dann nochmals!
Die Simulation bildet ja nur einen Teil der Wirklichkeit nach. 
Einerseits arbeitet sie in einem Abtastsystem, andererseits sind bei 
Weitem nicht alle Dreckeffekte nachgebildet und die Anfangsbedingungen 
können auch das Ergebnis deutlich beeinflussen. Ebenso können die 
Modelle der verwendeten Bauelemente beliebig einfach oder auch komplex 
gewählt worden sein. Da fehlt mir auch oft das ausreichende 
Hintergrundwissen.
Mir hat an deiner Frage gefallen, dass du das Ergebnis kritisch zur 
Kenntnis genommen hast und erkannt hast, dass das so nicht sein kann.

Bei der FFT:
- für eine ausreichende Genauigkeit braucht man viele Abtastwerte
- da man immer nur mit endlich langen Sequenzen arbeiten kann, ist ein 
Abbruch notwendig und damit eine geeignete Fensterfunktion wichtig - 
welche man nimmt, ist auch nicht immer einfach sicher zu sagen.
- für eine hohe Frequenzauflösung (schmale Linien) müssen möglichst 
viele Schwingungen berechnet werden.
- die Achsenbschriftung ist unbedingt zu beachten :-). Manche 
Unsauberkeiten, die man weit unten sieht, rühren von der vom Programm 
verwendeten Zahlendarstellung her.

Autor: Helmut (Gast)
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Zur FFT der Wienbrücke:

Die FFT darf nur auf den Bereich angewendet werden, in dem die Amplitude
konstant ist. Das kann man in .tran einstellen oder später bei der FFT.

1. Kleiner Timestep (0,0001 bis 0,01 *Tperiode)

2. Datenkompression abstellen

.options plotwinsize=0

Ohne diese SPICE-directive werden zwar viele Punkte berechnet, aber
gespeichert werden die nicht alle, wenn die Datenkompression an ist.
Die FFT wird immer "nur" auf die gespeicherten Daten angewendet.
Punkt 2 ist genauso wichtig wie Punkt 1.

Störabstand mit der Schaltung der 1kHz V-Quelle und 262144 Punkten
in der FFT. Datenkompression abgeschaltet.

Mit timestep 0.0001*Tp gibts ca. -165dB,
mit timestep 0.001*Tp vielelicht -140dB,
mit timestep 0.01*Tp ca. -80dB


Natürlich sollte man auch in der FFT >=1000 Punkte pro Periode haben.

Wenn man exakt N Perioden hat, dann braucht man kein Window
in der FFT.

Helmut

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