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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Übertragungsfunktion Spannungsfolger


Autor: Markus Wagner (Gast)
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Hallo

Ich versuche derzeit die Übertragungsfunktion Uin/Uout der angehängten 
Schaltung mathematisch zu bestimmen. Mein Problem ist derzeit das ich 
nicht weiß wie ich die Spannungsfolger miteinbinden muss. In der 
Simulation sieht alles ganz toll aus. Stört euch bitte nicht an den 
willkürlich gewählten Kondensatoren und Spulen. Ich will mit dieser 
Schaltung lediglich einen resonanten Mechanischen Aufbau simulieren. 
Daher benötige ich auch die Spannungsfolger um meinen (noch nicht 
existenten) "elektrischen Teil" von meinem "mechanischen" zu trennen.

Danke im vorraus

Markus

Autor: Armin (Gast)
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Der Spannungfolger ist ein Impendanzwandler. Das hat zur Folge, dass du 
vorangehende und nachfolgende Schaltungsteile getrennt betrachten 
kannst, ohne eine mords-Gleichung lösen zu müssen.

die OPAMPs werden in der Rechnung über Ein- (groß) und 
Ausgangswiderstände (klein) modelliert.

Autor: Thomas S. (tsalzer)
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Guck Dir mal den Frequenzgang des offenen Opamp an. Der hat eine sehr 
niedrige Eckfrequenz, und eine (hoffentlich hohe) Transitfrequenz.

Der Spannungsfolger hat die Verstärkung 1, also 0dB.

Die Übertragungsfunktion (übrigens Uout/Uin) ist also sehr idealisiert 
bis zur Transitfrequenz 0dB, und fällt dann mit -20dB/Dekade.

Wie das real aussieht ist eine andere Sache.

guude
ts

Autor: Markus Wagner (Gast)
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Hi

Ja soweit wie ihr es beschreibt war mir das Problem schon ganz klar.
Der bisherige Hintergedanke ist folgender:

Ein Spannungsfolger (bzw Impedanzwandler) macht ja eigentlich nichts 
anderes als die Eingangsspannung an den Ausgang zu übertragen und 
gleichzeitig den Widerstand am Ausgang möglichst klein zu halten. Wenn 
ich die beiden OPs weglassen würde würde die Spannung am Ausgang der 
Schaltung natürlich gleich der Eingangsspannung sein und das auch bei 
jeder Frequenz. Mit den Impedanzwandlern ändert sich das im Spektrum. 
Wie kann ich mir jetzt Formelmäßig dieses Verhalten darstellen (mit 
Impedanzwandlern)

Nochmals Danke :)

Schöne Grüße

Markus

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Die Schaltung ist doch unsinnig.

Wieso sollte man den Opamp-Ausgang bei Resonanz derart niederknüpeln?
Der Ausganswiderstand des Opamp, für diese Belastung mit ein paaar Ohm. 
ist nirgends im Datenblatt spezifiziert. Jegliche Simulation ist da 
falsch, da das reale Lastverhalten nicht im Modell enthalten ist. So 
eine Schaltung würde man auch nie bauen.

Autor: Markus Wagner (Gast)
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Wie gesagt ich will so eine Schaltung nicht bauen ich will damit ein 
mechanisches Verhalten simulieren. Interessant fand ich halt das ich, 
nach langem rumprobieren, meine mechanischen Resonanzen mit einer 
solchen Schaltung sehr gut nachbilden konnte. Das ganze war nur sehr 
viel Handarbeit und ich hatte gehofft mit einer Übertragungsfunktion 
einen Fit an meine Daten machen zu können.
Falls die Simulation (so wie sie mir LTSpice ausspuckt) allerdings 
komplett falsch ist aufgrund der unsinnigen Werte die ich nutzen muss, 
dann macht dieses Vorgehen für mich natürlich nur noch wenig Sinn.

Kann ich also davon ausgehen das das nicht funktionieren kann?

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Wenn es nur um Resonanzen geht, dann kann man das RLC-Gebilde mit einer 
Spannungs- oder Stromquelle stimulieren. Nur mal so als Idee.

Autor: Thomas S. (tsalzer)
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Anderer Versuch.

Die Spannungsfolger/Impedanzwandler machen die einzelnen Glieder 
rückwirkungsfrei.

Dann kann man die einzelnen Übertragungsfunktionen einfach 
multiplizieren.


Wenn das wieder nichts mit der Frage zu tun hat, probiere ich es später 
nochmal.

guude
ts

Autor: Helmut S. (helmuts)
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@Thomas

> Die Spannungsfolger/Impedanzwandler machen die einzelnen
> Glieder rückwirkungsfrei.

Ja das stimmt. Aber dann doch gleich den idealen Spannungsfolger nehmen, 
die E-Quelle mit Verstärkung 1.

E-Quelle und G-Quelle sind hervorragend geeignet zur Entkopplung von 
Schaltungen.

E Spannungsgesteuerte Spannungsquelle

G Spannungsgesteuerte Stromquelle

Autor: HildeK (Gast)
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Helmut S. schrieb:
> Aber dann doch gleich den idealen Spannungsfolger nehmen,
> die E-Quelle mit Verstärkung 1.

Ja aber dann ist doch seine Schaltung völlig unsinnig. Der ideale 
Spannungsfolger wird durch das RLC-Glied zwar frequenzabhängig Strom 
liefern müssen, die Ausgangsspannung wäre aber immer identisch zur 
Eingangsspannung.

Mir ist nicht klar geworden, was Markus Wagner mit der Anordnung 
erreichen will - bestenfalls kann er die nichtidealen Eigenschaften des 
OPA-Ausganges erahnen.

Er schrieb zwar:
> Mit den Impedanzwandlern ändert sich das im Spektrum.
aber eben nur auf Grund des z.B. endlich niedrigen Ausgangswiderstands 
der Quelle in U1 oder dessen maximalen Ausgangsstroms. Die Eigenschaften 
seines Netzwerks kann er damit kaum sehen.
Sinnvoll wäre z.B. den zweiten OPA an die Spule anszuschließen, um deren 
Spannungsabfall über der Frequenz zu begutachten. Dann wären ideale OPAs 
das Richtige.

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Hier mal ein Beispiel für SPICE-Einsteiger wie man mit E-Quellen Filter 
entkoppelt.
Die E-Quelle wirkt wie ein idealer Verstärker mit wählbarer Verstärkung, 
hier 1.


Den "Europäischen Widerstand" gibt es in [Misc].

Autor: Thomas S. (tsalzer)
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Was für ein Spice benutzt ihr denn eigentlich?

Ich habe immer noch mein uraltes PSpice 9.irgendwas, und ich verwende 
den PSched zum Zeichnen.

Gibt es da was besseres? Wenn ja, wo?

guude
ts

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Die meisten benutzen inzwischen LTspice, weil es dort keinerlei 
Größenbeschränkung der Schaltung gibt und das zum Nulltarif.
LTspice kann sich jeder leisten, die anderen SPICE-Programme kosten 
dagegen richtig Geld.

http://www.linear.com/designtools/software/
http://ltspice.linear.com/software/LTspiceIV.exe

Autor: HildeK (Gast)
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Helmut S. schrieb:
> Den "Europäischen Widerstand" gibt es in [Misc].

Man kann das in \lib\sym\EuropeanResistor.asy zu findende Symbol auch 
einfach nach auf \lib\sym\res.asy kopieren und hat den dann in jeder 
(auch bisher gespeicherten) Schaltung zur Verfügung.

Autor: Markus Wagner (Gast)
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Hallo

Danke für die Denkanstöße. Ich werde das ganze dann ersteinmal versuchen 
geistig zu verarbeiten. Das mit der Entkopplung hört sich gut und recht 
einfach an. Mal schauen ob ich die entsprechenden Symbole finde :)

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