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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LT Spice: Induktive Kopplung


Autor: David Röder (curtain)
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Hi!

Kann mir jemand bitte sagen, was an der Schaltung verkehrt ist?
Ich glaube, dass die induktive Kopplung nicht richtig funktioniert. Kann 
mir jemand bitte erklären, wie das bei LTSpice funktioniert?

Vielen Dank für die Hilfe!

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Schließ mal eine Masse an, ansonsten hat Spice da Probleme.
Irgendwie ergibt die Schaltung auch nicht so recht sinn: Minus am 
Kollektor?

: Wiederhergestellt durch Moderator
Autor: David Röder (curtain)
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Benedikt K. schrieb:
> Schließ mal eine Masse an, ansonsten hat Spice da Probleme.


Geht immer noch nich:

Error on line 66 : .k1 l1 l2 1
   Unknown control card
Direct Newton iteration for .op point succeeded.

Date: Wed Jul 15 14:46:20 2009
Total elapsed time: 0.015 seconds.

tnom = 27
temp = 27
method = modified trap
totiter = 574
traniter = 562
tranpoints = 282
accept = 282
rejected = 0
matrix size = 4
fillins = 0
solver = Normal
Matrix Compiler1: 190 Bytes object code size  1.4/1.2/[1.2]
Matrix Compiler2:      23 opcodes  1.3/[1.2]/1.6

Autor: David Röder (curtain)
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Jetzt funktionierts =)

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Naja, also so ganz richtig sieht weder der Schaltplan noch die 
Kurvenform aus:
Der PNP Transistor ist falsch rum angeschlossen und die Kurve sieht sehr 
nach Rauschen aus.

Autor: David Röder (curtain)
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Benedikt K. schrieb:
> Naja, also so ganz richtig sieht weder der Schaltplan noch die
> Kurvenform aus:
> Der PNP Transistor ist falsch rum angeschlossen und die Kurve sieht sehr
> nach Rauschen aus.


Jo das stimmt.. wie mach ich den Transistor am besten richtig hin? 
Stromquelle umpolen?

Dieses Rauschen sieht, im Gegensatz zu dem was passiert wenn ich umpole, 
wenigstens aus wie eine Schwingung.. wie würdest dus machen?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Was soll es denn werden? Ein Meißner Oszillator?
http://de.wikipedia.org/wiki/Mei%C3%9Fner-Schaltung

Autor: HildeK (Gast)
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>Jo das stimmt.. wie mach ich den Transistor am besten richtig hin?
>Stromquelle umpolen?
Spannungsquelle umpolen oder npn-Transistor nehmen.

Autor: Michael (Gast)
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Und vor allem mal den Timestep ändern, schaut ja nach nem viel zu großem 
Timestep aus.

Autor: David (Gast)
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wie schließt man denn allgemein einen Transistor an?
Der timestep is nur auf dem Bild so, hab einfach die erstbeste 
Schwingung gescreent

Autor: Michael (Gast)
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Du hast keinen Timestep angegeben, das heist, dass sie Spice die 
maximale Schrittweite selber aussucht. Das kann gut sein, muss aber 
nicht. Wenn du die maximale Schrittweite änderst sollte sich am 
Signalverlauf nichts ändern. Ich habs mal eben getestet und den Timestep 
der Transientenanalyse auf 1 ns beschränkt, das Ergebnis siehst du im 
Anhang. Da schwingt gar nichts. Lass ich den Timestep frei schwingt es 
fröhlich vor sich hin. Und noch ein Tipp: Benenne Knoten, die du für 
interessant hälst und beobachten möchtest. Änderungen im Schaltplan 
können Änderungen in der Knotenbezeichnung nach sich ziehen sofern du 
die Bezeichnung LTSpice überlässt. Das ändert zwar nichts am Ergebnis 
aber es sit doch wesentlich angenehmer wenn man nicht immer überprüfen 
muss, ob der Graph noch das zeigt, was man sehen möchte nachdem man die 
ein oder andere Leitung geändert hat. Außerdem trägt es zur Lesbarkeit 
bei ;)

Autor: Michael (Gast)
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PS:

Transistor kann man hier nachlesen: 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor

Autor: David (Gast)
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Ja bei dir schwingt nix... Aber wie krieg ich das zum Schwingen? Liegts 
immernoch am falsch verschalteten Transistor?

Autor: Michael (Gast)
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Was willst du denn machen? Einen, wie Benedikt schon fragte, 
Meißner-Schaltung?

Autor: Helmut (Gast)
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Hallo David,

du sollst keine Prinzipschaltungen aus Büchern aufbauen oder simulieren,
denn da werden oft die Bauteile zur Arbeitspunkteinstellung weggelassen.

Nimm das und es wird schwingen.
http://de.wikipedia.org/wiki/Mei%C3%9Fner-Schaltung

Autor: David (Gast)
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Oh hab ich das noch nicht beantwortet? Ja, soll eine Meißnerschaltung 
werden!

Danke Helmut, dann probier ichs mal mit der Schaltung von Wiki. Kannst 
du mir trotzdem noch etwas genauer erklären, warum meine nicht schwingt? 
Habs noch nicht so ganz verstanden..

Gruß, danke!

Autor: David Röder (curtain)
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So, hab den Meißner-Oszi von Wiki mal simuliert... der scheint auch 
wirklich zu schwingen!

Mein Problem is nur, dass ich die Schaltung nicht richtig verstehe und 
nicht weiß, wozu die ganzen Kondensatoren gebraucht werden. Da ich das 
ganze als Facharbeit behandle, muss ich das aber erklären können.. gibt 
es eine Möglichkeit, die Schaltung einfacher zu gestalten? (wenns sein 
muss auch unter Qualitätsverlust der Schwingung)

Autor: Michael (Gast)
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Hast du dir den Artikel bei Wikipedia durchgelesen? Dann sollte klar 
sein, dass C1 der Kondensator für den Schwingkreis ist und C2/C3 sind 
nur Koppelkondensatoren, die nur Wechselspannung durchlassen.

Autor: David Röder (curtain)
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Michael schrieb:
> Hast du dir den Artikel bei Wikipedia durchgelesen? Dann sollte klar
> sein, dass C1 der Kondensator für den Schwingkreis ist und C2/C3 sind
> nur Koppelkondensatoren, die nur Wechselspannung durchlassen.


Ja hab ihn eigentlich schon gelesen, hab jetzt auch die Stelle gefunden, 
die du meinst. Habs mittlerweile auch kapiert (Kondensatoren haben bei 
Gleichstrom einen sehr hohen, bei Wechselstrom keinen Widerstand)

Die Simulation wirft mir nun aber das gleiche Signal aus, wenn ich die 
Koppelkondensatoren durch hochohmige Widerstände ersetze.. woran liegt 
das?

Zum Signal selbst, wo soll ich das abgreifen?

Autor: Michael (Gast)
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>Ja hab ihn eigentlich schon gelesen, hab jetzt auch die Stelle gefunden,
>die du meinst. Habs mittlerweile auch kapiert (Kondensatoren haben bei
>Gleichstrom einen sehr hohen, bei Wechselstrom keinen Widerstand)

So in etwa ;)

>Die Simulation wirft mir nun aber das gleiche Signal aus, wenn ich die
>Koppelkondensatoren durch hochohmige Widerstände ersetze.. woran liegt
>das?

Bist du dir sicher, dass das Signal "gleich" aussieht oder ist es nur 
"ähnlich"? (beachte die Skalierung der Ordinate, vgl. Anhang)

>Zum Signal selbst, wo soll ich das abgreifen?

Öhm, bei f0?!

Autor: David Röder (curtain)
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>
>>Zum Signal selbst, wo soll ich das abgreifen?
>
> Öhm, bei f0?!


^^ ok deine Schaltung sah auchn bischen anders aus als meine (vgl. 
Anhang: kein f0). Bin mittlerweile auch selbst draufgekommen!

Bei dir sieht die Schaltung wie die von Wiki aus, das is ungewohnt für 
mich, weil es aussieht, als wäre der Stromkreis nicht geschlossen.. wie 
realisiert man das mit spice?

Wenn ich das Ding dann gebaut habe, habe ich dann quasi 2 Anschlüsse.. 
f0 und die Erde, zwischen denen meine Schwingung abgegriffen wird? (Also 
wo ich dann zB. das Oszi anschließe..)

Es fiel bei einem meiner Lehrer mal der Begriff: Leistungsoszillator.. 
was muss ich tun, damit der Generator "Leistung" bringt, oder tut 
meiniger das bereits mit einer Amplitude von -12/+12 V?

Autor: David Röder (curtain)
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Achja.. ich hab mal nach Ringkernen gesucht. Auf Conrad hab ich einen 
gefunden mit 5400nH pro Windung... weiß vielleicht jemand 
Erfahrungsgemäß, wieviele Windungen man da draufkriegt (2 Spulen sollen 
induktiv gekoppelt draufgewickelt werden)? Denn.. irgendwann ist der 
Durchmesser des Ringes erreicht, oder?

Das hängt natürlich auch von der Dicke des Spulendrahtes ab.. kann mir 
jemand einen Link posten, wo man solchen kaufen kann? Der müsste ja 
besonders Dünn, Widerstandsfrei und isoliert sein, vielleicht kennt ja 
jemand von euch genau so ein Exemplar!

Vielen Dank schonmal im Vorraus^^

Autor: Michael (Gast)
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Ich hab meine Schaltung nach Wikipedia aufgebaut um besser vergleichen 
zu können. Ich beziehe mich nun aber mal auf deine Bauteilbezeichnungen 
aus dem letzten Bild:

C1: Es ist falsch den Kondensator direkt auf Masse zu legen, der 
Anschluss muss/soll offen bleiben, sonst wird der Oszilator viel zu 
stark belastet und die Spannung bricht ein.

C3: Warum hier 1150nF und nicht 33nF?

Rx: Der Emitterwiderstand, ich nenn ihn mal Rx, fehlt. Warum eigentlich?

Um hier weiter zu machen: Wie sind denn deine Kenntnisse? Mir scheint 
hier mangelt es deutlich und du scheinst mir mit der Aufgabe ein wenig 
überfordert zu sein. OK, sowas kann ja schonmal vorkommen aber manche 
Dinge sind doch erhebliche Schnitzer, vgl. z.B. C1.

Autor: David Röder (curtain)
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Meine Kenntnisse: LK Physik 12. Klasse. Es fehlt mir an 
Elektrotechnikwissen.

C3: 1150nF ergibt mit ner Spule mit 22mH eine Frequenz 1000Hz. Es sollte 
am Schluss ein Frequenzgenerator rauskommen und ich suche im Moment noch 
empirisch nach passenden Bauteilen^^

Warum der C1 direkt auf der Erde liegt, hat auch damit zu tun, dass ich 
nicht weiß wie man die Schaltung aus Wikipedia verstehen soll, hab die 
Schaltung aus Wikipedia einfach so verändert, dass sie in meinen 
unerfahrenen Augen Sinn gemacht hat^^ Ich kenne das nicht, dass man den 
Stromkreis offen lässt, deswegen hab ich das vorhin nachgefragt.

Der Emitterwiderstand fehlt auch, weil ich testen wollte was das für 
eine Auswirkung auf die Schwingung hat (Es hätte ja eventuell möglich 
sein können, die Frequenz mittels eines Potis zu verändern, hat aber 
nicht funktioniert.) Deswegen war der Screenshot etwas blöd gewählt^^

Ja, ich bin schon etwas überfordert mit der Aufgabe, aber ich hab noch 
ca. ein halbes Jahr Zeit und will dabei ja was lernen... Kann mich auch 
leider nicht mehr umentscheiden.

Liebe Grüße

David

Autor: David Röder (curtain)
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So müsste die Schaltung stimmen. Ist C1 ein Glättungskondensator?

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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Meiner schwingt auch!

Gruß, Bernd

Autor: David Röder (curtain)
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B e r n d W. schrieb:
> Meiner schwingt auch!
>
> Gruß, Bernd


Sieht echt gut aus :)

Autor: B e r n d W. (smiley46)
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C1 auf Masse würde die Schwingung nicht belasten, sondern liegt dann 
einfach parallel zu C3.

Gruss

Autor: Michael (Gast)
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>C1 auf Masse würde die Schwingung nicht belasten, sondern liegt dann
>einfach parallel zu C3.

Das ist Quatsch, C1 auf Masse schließt die Schwingung kurz. Die Aufgabe 
von C1 ist jedoch lediglich den Gleichanteil zu entkoppeln, steht auch 
im Wikibeitrag. Aber...ach, ich sag lieber nix...:rolleyes:

>So müsste die Schaltung stimmen. Ist C1 ein Glättungskondensator?

So, mal Updaten auf Brain 2.0: Du willst eine Schwingung erzeugen, wäre 
da ein "Glättungskondensator" nicht kontraproduktiv? ;)
Mit C1 wird lediglich der Gleichanteil ausgekoppelt, schau die mal den 
Signalverlauf vor und hinter C1 an (z.B. an meinem Bild oben wäre das 
einmal mit C3 und einmal mit R4), dann siehst du was ich meine.

>C3: 1150nF ergibt mit ner Spule mit 22mH eine Frequenz 1000Hz. Es sollte
>am Schluss ein Frequenzgenerator rauskommen und ich suche im Moment noch
>empirisch nach passenden Bauteilen^^

Na dann passt der Kondensator ja aber warum einen Frequenzgenerator mit 
Meißnerschaltung aufbauen? Da gibts doch einfachere Wege. Oder ist das 
vom Lehrer eine Voraussetzung?

Autor: David Röder (curtain)
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Der Sinn der Arbeit ist es zu Zeigen, dass es mit der Meißnerschaltung 
funktionieren würde, einen Frequenzgenerator zu bauen. Außerdem will ich 
einen Analogen bauen, und colpitts und Hartley verstehe ich noch 
weniger^^

Autor: HildeK (Gast)
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>>C1 auf Masse würde die Schwingung nicht belasten, sondern liegt dann
>>einfach parallel zu C3.

>Das ist Quatsch, C1 auf Masse schließt die Schwingung kurz.

Es ist kein Quatsch, sondern korrekt. Die Versorgung (bzw. die üblichen 
Entkoppelkondensatoren) schließen für Wechselspannung die Versorgung 
kurz - ja, auch dazu sind sie da!
Und genau deshalb läge C1 dann parallel zu C3 und beeinflusst direkt die 
Frequenz.
Das ist so, und auch in einer Simulation direkt so nachweisbar.

Autor: Michael (Gast)
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>...Die Versorgung (bzw. die üblichen
>Entkoppelkondensatoren) schließen für Wechselspannung die Versorgung
>kurz - ja, auch dazu sind sie da!

Öhm, wie meinen?

Also wenn ich den Knoten f0, die "offene" Seite von C1 also, an Masse, 
meinen Bezugspunkt, anklemme schieße ich das Signal nicht kurz (zur 
Erinnerung: An Knoten f0 lieg das Signal an, das interessiert)? Ja ne, 
is klar. Das ist wieder E-Technik vom anderen Stern.

Autor: HildeK (Gast)
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>Das ist wieder E-Technik vom anderen Stern.
Nein, nur ein Missverständnis zwischen dir und mir.
Natürlich, wenn du an f0 auskoppelst, schließt man das nicht nach Masse.
Aber, wenn du f0 auf Masse legst, so wird der Oszillator mit geringerer 
Frequenz weiterschwingen und du wirst direkt am Kollektor weiterhin dein 
Signal in voller Amplitude messen. Das hatte ja David Röder in seinem 
Bild von 8:59 drin.
Wenn du wechselstrommäßig die Schaltung umzeichnest, so wird aus der 
Versorgung ein Kurzschluss. Und damit liegt C1 parallel zu C3.

>>...Die Versorgung (bzw. die üblichen
>>Entkoppelkondensatoren) schließen für Wechselspannung die Versorgung
>>kurz - ja, auch dazu sind sie da!

>Öhm, wie meinen?
Ich sage nur, dass die DC-Versogung wechselstrommäßig ein Kurzschluss 
ist und dass die üblicherweise vorhandenen Blockkondensatoren (ok. nicht 
schön ausgedrückt als 'Entkoppelkondensator', die fehlen natürlich hier) 
auch deshalb eingebaut werden müssen, um diesen wechselstrommäßigen 
Kurzschluss möglichst ohne parasitäre Elemente möglichst nahe an der 
Schaltung (Oszillator, Verstärker - was auch immer) zu haben.

Autor: Michael (Gast)
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Na dann sind wir ja eins. ;)

Autor: David (Gast)
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Ok, ich hab verstanden, was die Kondensatoren machem. Aber wo kommt der 
Gleichanteil her? Kannst du mir in einfachen Worten (bin zwar jetzt 
brain 2.0 abern bischen was fehlt immer noch^^) eine übersicht der 
Vorgänge in dieser Schaltung geben?

Autor: HildeK (Gast)
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Der Kollektor des Transistors ist über die eine Spule an 10V 
angeschlossen. Ein überlagerte Schwingung wird sich um die 10V herum 
ausbilden. Deshalb hast du 10V Gleichanteil.

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