Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LTSpice lm7171 und OP27


von Mic. (Gast)


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Hallo,

muss dringend die Modelle für den LM7171 und den OP27 in LTSpice zum 
Laufen bekommen.
Ich habe alle files jeweils in den Ordner des schematics abgelegt und 
über die .include direktive hinzugefügt.

Den LM7171 habe ich genau über das ASY file im schematic ordner 
hinzugefügt. Gleiche Vorgehensweise beim OP27.
Ich habe es sowohl versucht, sie als .mod, als auch als .lib Dateien zu 
benutzen.

Es gibt die ganze Zeit Fehlermeldungen beim OP27 und der LM7171 
oszilliert und spuckt ebenfalls eine Fehlermeldunge aus (siehe Bilder).

Wäre nett, wenn mal jm drüberschauen kann. Danke!


Viele Grüße
mic.


######################################################################## 
##
LM7171.asy:
######################################################################## 
##


Version 4
SymbolType CELL
LINE Normal -32 32 32 64
LINE Normal -32 96 32 64
LINE Normal -32 32 -32 96
LINE Normal -28 48 -20 48
LINE Normal -28 80 -20 80
LINE Normal -24 84 -24 76
LINE Normal 0 32 0 48
LINE Normal 0 96 0 80
LINE Normal 4 44 12 44
LINE Normal 8 40 8 48
LINE Normal 4 84 12 84
WINDOW 0 16 32 Left 0
WINDOW 3 16 96 Left 0
SYMATTR Value LM7171
SYMATTR Prefix X
SYMATTR SpiceModel Ordner, in dem das schematic liegt\LM7171.mod
SYMATTR Value2 LM7171
SYMATTR Description Precision Operational Amplifier
PIN -32 48 NONE 0
PINATTR PinName In-
PINATTR SpiceOrder 2
PIN -32 80 NONE 0
PINATTR PinName In+
PINATTR SpiceOrder 1
PIN 0 32 NONE 0
PINATTR PinName V+
PINATTR SpiceOrder 3
PIN 0 96 NONE 0
PINATTR PinName V-
PINATTR SpiceOrder 4
PIN 32 64 NONE 0
PINATTR PinName OUT
PINATTR SpiceOrder 5




######################################################################## 
###
LM7171.mod
######################################################################## 
###

*LM7171A  Operational Amplifier Macro-Model
*/////////////////////////////////////////////////
*
* connections:      non-inverting input
*                   |      inverting input
*                   |      |      positive power supply
*                   |      |      |       negative power supply
*                   |      |      |       |      output
*                   |      |      |       |      |
*                   |      |      |       |      |
.SUBCKT LM7171      1      2      3       4      5
*
*Features
*Very High Slew Rate
*Wide Unity-Gain-Bandwidth Product
*High CMRR
**************************************
EOX 120 10 31 32 2.0
RCX 120 121 1K
RDX 121 10 1K
RBX 120 122 1K
GOS 10 57 122 121 1.0
RVOS 31 32 1K
RINB 2 18 1000
RINA 3 19 1000
DIN1 5 18 DMOD2
DIN2 18 4 DMOD2
DIN3 5 19 DMOD2
DIN4 19 4 DMOD2
EXX 10 5 17 5 1.0
EEE 10 50 17 5 1.0
ECC 40 10 4 17 1.0
RAA 4 17 100MEG
RBB 17 5 100MEG
ISET 10 24 1e-3
DA1 24 23 DMOD1
RBAL 23 22 1000
ESUPP 22 21 4 5 1.0
VOFF 21 10 -1.25
DA2 24 25 DMOD1
VSENS1 25 26 DC 0
RSET 26 10 1K
CSET 26 10 1e-10
FSET 10 31 VSENS1 1.0
R001 34 10 1K
FTEMP 10 27 VSENS1 1.0
DTA 27 10 DMOD2
DTB 28 29 DMOD2
VTEMP 29 10 DC 0
ECMR 38 10 11 10 1.0
VCMX 38 39 DC 0
RCM2 41 10 1MEG
EPSR 42 10 4 10 1.0
CDC1 43 42 10U
VPSX 43 44 DC 0
RPSR2 45 10 1MEG
FCXX 57 10 VCXX 100
DCX1 98 97 DMOD1
DCX2 95 94 DMOD1
RCX1 99 98 100
RCX2 94 99 100
VCXX 99 96 DC 0
ECMX 96 10 11 10 1.0
DLIM1 52 57 DMOD1
DLIM2 57 51 DMOD1
ELIMP 51 10 26 10 99.3
GDM 10 57 3 2 1
C1 58 59 1e-10
DCLMP2 59 40 DMOD1
DCLMP1 50 59 DMOD1
RO2 59 10 1K
GO3 10 71 59 10 1
RO3 71 10 1
DDN1 73 74 DMOD1
DDN2 73 710 DMOD1
DDP1 75 72 DMOD1
DDP2 71 720 DMOD1
RDN2 710 71 100
RDP 720 72 100
VOOP 40 76 DC 0
VOON 77 50 DC 0
QNO 76 73 78 NPN1
QNP 77 72 79 PNP1
RNO 78 81 1
RPO 79 81 1
VOX 86 6 DC 0
RNT 76 81 100MEG
RPT 81 77 1MEG
FX 10 93 VOX 1.0
DFX1 93 91 DMOD1
VFX1 91 10 DC 0
DFX2 92 93 DMOD1
VFX2 10 92 DC 0
FPX 4 10 VFX1 1.0
FNX 10 5 VFX2 1.0
RAX 122 10 MRAX 1.001880e+03
* Input Offset Voltage
.MODEL MRAX RES (TC1=-7e-05)
FIN1 18 5 VTEMP 0.983333
FIN2 19 5 VTEMP 1.01667
* Input Bias Currents
CIN1 2 10 1e-12
CIN2 3 10 1e-12
* Common Mode Input Capacitance
RD1 18 11 2.5e+06
RD2 19 11 2.5e+06
* Diff. Input Resistance
RCM 11 10 4.375e+07
* Common Mode Input Resistance
FCMR 10 57 VCMX 5.62341
* Low Freq. CMRR
FPSR 10 57 VPSX 63.2456
* Low Freq. PSRR
RSLOPE 4 5 25000
* Slope of Supp. Curr. vs. Supp. Volt.
GPWR 4 5 26 10 0.0053
* Quiescent Supply Current
ETEMP 27 28 32 33 0.15005
RIB 32 33 MRIB 1K
* Temp. Co. of Input Currents
.MODEL MRIB RES (TC1=0.00452056)
RISC 33 34 MRISC 1K
.MODEL MRISC RES (TC1=-0.0015)
RCM1 39 41 17.7828
CCM 41 10 1.59155e-12
* CMRR vs. Freq.
RPSR1 44 45 100
CPSR 45 10 5.30516e-12
* PSRR vs. Freq.
ELIMN 10 52 26 10 95.8517
RDM 57 10 37.3815
C2 57 10 1.64512e-11
ECMP 40 97 26 10 1.7
ECMN 95 50 26 10 1.7
G2 58 10 57 10 0.00435
R2 58 10 6.1497
GO2 59 10 58 10 10
* Avol and Slew-Rate Settings
EPOS 40 74 26 10 1.4
ENEG 75 50 26 10 1.6
* Output Voltage Swing Settings
GSOURCE 74 73 33 34 0.0014
GSINK 72 75 33 34 0.00133
* Output Current Settings
ROO 81 86 12.5
.MODEL DMOD1 D
*-- DMOD1 DEFAULT PARAMETERS
*IS=1e-14 RS=0 N=1 TT=0 CJO=0
*VJ=1 M=0.5 EG=1.11 XTI=3 FC=0.5
*KF=0 AF=1 BV=inf IBV=1e-3 TNOM=27
.MODEL DMOD2 D  (IS=1e-17)
*-- DMOD2 DEFAULT PARAMETERS
*RS=0 N=1 TT=0 CJO=0
*VJ=1 M=0.5 EG=1.11 XTI=3 FC=0.5
*KF=0 AF=1 BV=inf IBV=1e-3 TNOM=27
.MODEL NPN1 NPN (BF=100 IS=1e-15)
*-- NPN1 DEFAULT PARAMETERS
*NF=1 VAF=inf IKF=inf ISE=0 NE=1.5
*BR=1 NR=1 VAR=inf IKR=inf ISC=0
*NC=2 RB=0 IRB=inf RBM=0 RE=0 RC=0
*CJE=0 VJE=0.75 MJE=0.33 TF=0 XTF=0
*VTF=inf ITF=0 PTF=0 CJC=0 VJC=0.75
*MJC=0.33 XCJC=1 TR=0 CJS=0 VJS=0.75
*MJS=0 XTB=0 EG=1.11 XTI=3 KF=0 AF=1
*FC=0.5 TNOM=27
.MODEL PNP1 PNP (BF=100 IS=1e-15)
*-- PNP1 DEFAULT PARAMETERS
*NF=1 VAF=inf IKF=inf ISE=0 NE=1.5
*BR=1 NR=1 VAR=inf IKR=inf ISC=0
*NC=2 RB=0 IRB=inf RBM=0 RE=0 RC=0
*CJE=0 VJE=0.75 MJE=0.33 TF=0 XTF=0
*VTF=inf ITF=0 PTF=0 CJC=0 VJC=0.75
*MJC=0.33 XCJC=1 TR=0 CJS=0 VJS=0.75
*MJS=0 XTB=0 EG=1.11 XTI=3 KF=0 AF=1
*FC=0.5 TNOM=27
.ENDS
*$


######################################################################## 
###
OP27.mod:
######################################################################## 
###


*$
* OP-27 SPICE Macro-model                   12/90, Rev. B
*                                           JCB / PMI
*
* Revision History:
*   REV. B
*     Re-ordered subcircuit call out nodes to put the
*     output node last.
*     Changed Ios from 7E-9 to 3.5E-9
*     Added F1 and F2 to fix short circuit current limit.
*
*
* Copyright 1990 by Analog Devices, Inc.
*
* Refer to "README.DOC" file for License Statement.  Use of this model
* indicates your acceptance with the terms and provisions in the License
Statement.
*
* Node assignments
*                   non-inverting input
*                   | inverting input
*                   | | positive supply
*                   | | | negative supply
*                   | | | | output
*                   | | | | |
.SUBCKT OP27        1 2 99 50 39
*
* INPUT STAGE & POLE AT 80 MHZ
*
R3   5  97    0.0619
R4   6  97    0.0619
CIN  1   2    4E-12
C2   5   6    16.07E-9
I1   4  51    1
IOS  1   2    3.5E-9
EOS  9  10    POLY(1)  30 33  10E-6  1
Q1   5  2  7  QX
Q2   6  9  8  QX
R5   7   4    0.0107
R6   8   4    0.0107
D1   2   1    DX
D2   1   2    DX
EN   10  1    12  0  1
GN1  0   2    15  0  1
GN2  0   1    18  0  1
*
EREF  98 0    33  0  1
EPLUS 97 0    99  0  1
ENEG  51 0    50  0  1
*
* VOLTAGE NOISE SOURCE WITH FLICKER NOISE
*
DN1  11  12   DEN
DN2  12  13   DEN
VN1  11   0   DC 2
VN2  0   13   DC 2
*
* CURRENT NOISE SOURCE WITH FLICKER NOISE
*
DN3  14  15   DIN
DN4  15  16   DIN
VN3  14   0   DC 2
VN4  0   16   DC 2
*
* SECOND CURRENT NOISE SOURCE
*
DN5  17  18   DIN
DN6  18  19   DIN
VN5  17   0   DC 2
VN6  0   19   DC 2
*
* GAIN STAGE & DOMINANT POLE AT 4.0 HZ
*
R7   20 98     111.5E3
C3   20 98     357E-9
G1   98 20     5  6  16.15
V1   97 21     1.2
V2   22 51     1.2
D5   20 21     DX
D6   22 20     DX
*
* POLE - ZERO AT 2.9MHZ / 6MHZ
*
R8   23 98     1
R9   23 24     0.935
C4   24 98     28.4E-9
G2   98 23     20 33  1
*
* ZERO - POLE AT 6.8MHZ / 40MHZ
*
R10  25 26     1
R11  26 98     4.88
L1   26 98     19.4E-9
G3   98 25     23 33  1
*
* POLE AT 60 MHZ
*
R12  27 98     1
C5   27 98     2.65E-9
G4   98 27     25 33 1
*
* ZERO AT 28 MHZ
*
R13  28 29     1
C6   28 29     -5.68E-9
R14  29 98     1E-6
E1   28 98     27 33  1E6
*
* COMMON-MODE GAIN NETWORK WITH ZERO AT 3 KHZ
*
R15  30 31     1
L2   31 98     53.1E-6
G5   98 30     POLY(2) 2  33  1  33  0  250.5E-9  250.5E-9
D7   30 97     DX
D8   51 30     DX
*
* POLE AT 80 MHZ
*
R16  32 98     1
C7   32 98     1.99E-9
G6   98 32     29 33  1
*
* OUTPUT STAGE
*
R17  33 97     1
R18  33 51     1
GSY  99 50     POLY(1) 99 50 1.8E-3 40E-6
F1   34  0     V3  1
F2   0  34     V4  1
R19  34 99     180
R20  34 50     180
L3   34 39     1E-7
G7   37 50     32 34  5.56E-3
G8   38 50     34 32  5.56E-3
G9   34 99     99 32  5.56E-3
G10  50 34     32 50  5.56E-3
V3   35 34     2.5
V4   34 36     3.1
D9   32 35     DX
D10  36 32     DX
D11  99 37     DX
D12  99 38     DX
D13  50 37     DY
D14  50 38     DY
*
* MODELS USED
*
.MODEL QX NPN(BF=50E6)
.MODEL DX   D(IS=1E-15)
.MODEL DY   D(IS=1E-15 BV=50)
.MODEL DEN  D(IS=1E-12, RS=1.09K, KF=1.08E-16, AF=1)
.MODEL DIN  D(IS=1E-12, RS=19.3E-6, KF=4.28E-15, AF=1)
.ENDS


######################################################################## 
###
OP27.asy:
######################################################################## 
###


Version 4
SymbolType CELL
LINE Normal -32 32 32 64
LINE Normal -32 96 32 64
LINE Normal -32 32 -32 96
LINE Normal -28 48 -20 48
LINE Normal -28 80 -20 80
LINE Normal -24 84 -24 76
LINE Normal 0 32 0 48
LINE Normal 0 96 0 80
LINE Normal 4 44 12 44
LINE Normal 8 40 8 48
LINE Normal 4 84 12 84
WINDOW 0 16 32 Left 0
WINDOW 3 16 96 Left 0
SYMATTR Value OP27
SYMATTR Prefix X
SYMATTR SpiceModel \\FILER\Michael.schreiber\Desktop\PI_reg\OP27.lib
SYMATTR Value2 OP27
SYMATTR Description Operational
PIN -32 80 NONE 0
PINATTR PinName In+
PINATTR SpiceOrder 1
PIN -32 48 NONE 0
PINATTR PinName In-
PINATTR SpiceOrder 2
PIN 0 32 NONE 0
PINATTR PinName V+
PINATTR SpiceOrder 99
PIN 0 96 NONE 0
PINATTR PinName V-
PINATTR SpiceOrder 50
PIN 32 64 NONE 0
PINATTR PinName OUT
PINATTR SpiceOrder 39

######################################################################## 
###

von mineo y. (mineo)


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Wie man die Modelle einbindet findest Du ganz unten bei

Beitrag "Spicemodels in LTSpice einbinden klappt nicht"

Außerdem fehlt Dir die Bezugsmasse in der Schaltung.

von Helmut S. (helmuts)


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Du hast das Masse-Symbol vergessen. An einem Punkt muss deine Schaltung 
geerdet sein.

Für die "normale" Reihenfolge im Subcircuit "in+ in- V+ V- out" kann man 
das Symbol "opamp2" nehmen. Das ist bereits in LTspice drin.

Der Name der Modell-files darf beliebig sein (.mod, .sub, .lib, .hugo).

Wenn du noch Fragen hast, häng die Dateien (.asc, .mod, .asy) an.


Für Fortgeschrittene:
Genau gesagt muss es von jedem Punkt der Schaltung einen DC-Pfad nach 
GND geben, damit ein DC-Arbeitspunkt berechnet werden kann.

von Mic. (Gast)


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Ihr seid spitze!
Versuche es sofort.

VG

von Mic. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Die Schwingungen sind weg, aber er geht quasi immer in die negative 
rail...
IM original Modell ist die Pinreihenfolge:

.SUBCKT LM7171A/NS  3      2      4       5      6

Ich habe es in asy und mod zu:
                    2      1      3       4      5
geändert, da er sich sonst über eine falsche Pinanzahl beschwert.
Was habe ich falsch gemacht?

Vg

von Helmut S. (helmuts)


Angehängte Dateien:

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Hallo Mic.,

1. Du sollst an den Modellen nichts ändern! Hände weg.

2. Datenblatt lesen wegen Mindestverstärkung. Dein Opamp ist nur für 
Verstärkungen größer zwei stabil, also kein Spannungsfolger möglich oder 
nur mit Klimmzügen die deinen Opamp schlecht machen. Verstärkung -1 ist 
übrigens äquivalent zu +2 bezüglich Stabilität.

3. Wenn du nur eine Versorgung hast, dann ist typischerweise ein 
Anschluss des Netzteils (V-source) Masse. Wenn du eine künstliche Masse 
machst, dann muss die auch DC-mäßig niederohmig (kleiner wenige Ohm) 
sein. Das ist bei dir nicht der Fall. Deshalb funktiniert deine 
Schaltung weder in der Simulation noch in der Realität.

Ich habe eine korrigierte Version angehängt. Die soll dir einen 
schnellen Einstieg geben. An den Netzen ist der DC-Arbeitspunkt 
eingeblendet. (Rechte Maustaste im Schaltplan -> Place .op data label)
Einfach den zip-file in irgend einem Verzeichnis entpacken. Einfach den 
Schalplan(.asc)anklicken oder aus LTspice öffnen. Dann RUN.

Gruß
Helmut

In der LTspice Yahoo group gibt es Beiepiele mit vielen Modellen, 
speziell im Verzeichnis "Files > Lib". Das spart eine Menge Arbeit.

http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice/

Zum Anmelden einfach einen Yahoo email account aufmachen.

von Mic. (Gast)


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Hallo Helmut,

herzlichen Dank für deine Antwort - hast ja bestimmt eine halbe Stunde 
deines Wochenendes geopfert!

Dass der OP nicht für kleine Verstärkungen geeignet ist, war mir 
bewusst. Ich wollte damit nur testen, ob ich das Modell zum Laufen 
gebracht habe - hatte jedoch im Fall der Instabilität ein periodisches 
Schwingverhalten erwartet...

Wofür ist C5 im oberen rechten Schaltbild (out1)?


Viele Grüße
Mic.

von Helmut S. (helmuts)


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Da der -Eingang auf +15V liegt, müsste der Opamp "sinnlos" 30mA 
Gleichstrom liefern, wenn R13 direkt auf Masse wäre.


> ... hast ja bestimmt eine halbe Stunde deines Wochenendes geopfert!
Was tut man nicht alles um den Leuten LTspice beizubringen ...
Beachte die eingeblendeten DC-Spannungen. Sowas ist manchmal ganz 
nützlich.

von Mic. (Gast)


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War gerade dabei, alle Fälle zu notieren, die ich durchprobiert habe, um 
den OP27 auch noch zum Laufen zu bekommen. Waren schon fast 2 
Seiten....und auf einmal geht er...

Besten Dank!

Hintergrund des Ganzen ist übrigens ein Regler: nach dem LM7171 als 
Vorverstärker sitzt u.a. ein OP27 als Integrierer, dessen Zeitkonstante 
für unterschiedliche Anwendungen in weiten Bereichen verstellbar sein 
muss.
(Unterschiedliche Kapazitäten über DIP switch + Feintuning über 
Eingangswiderstand. Für die größte Kapazität nimmt ab einer best. 
Frequenz der Gain wieder zu und die Phase dreht sich von -90° zu  +100°.


VG
mic

von Mic. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Warum kommt es zu der Phasendrehung für hohe Frequenzen in angehängtem 
Integrator?
Um es zu verdeutlichen habe ich extreme Werte gewählt. Ist der Effekt 
vom Zusammenspiel aus Ausgangswiderstand des OP27 und der Kapazität im 
Feedback verursacht?


VG
Mic.

von Helmut S. (helmuts)


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Weil die Leerlaufverstärkung bei hohen Frequenzen klein wird, hat man da 
keinen idealen Integrator mehr. Bei hoher Belastung (kleiner Widerstand) 
wird der Effekt noch verstärkt, da dann die Leerlaufverstärkung nochmals 
kleiner ist.

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