Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hwo to: Quarz für LTSpice erstellen?


von Christian H. (Firma: CSC) (chris-h) Benutzerseite


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Hallo Forum!

Ich gebe zu, es wird peinlich. Ich komme mit LTSpice überhaupt nicht 
zurecht - was das einbinden bzw. erstellen neuer Bauteile betrifft. In 
meinem Fall ein Quarz.

Ich habe Anleitungen gefunden, aber die beziehen sich wohl alle auf 
ältere Versionen (Datei-Endungen stimmen nicht).

FRAGE (für Dummies!): Was muss ich tun, um einen Quarz-Baustein für 
LTSpice zu bekommen.

Ich weiß, es ist lästig, wenn totale Neulinge Hilfe brauchen, aber was 
soll ich machen - ich komme seit Tagen einfach nicht weiter....

Riesiges Danke jedenfalls!!!!!!!
Chris

von Helmut S. (helmuts)


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> Datei-Endungen stimmen nicht

LTspice kommt mit allen Dateiendungen zurecht die Windows versteht.

Auch Filenamen wie abc1000.christian versteht LTspice.

von Tobias M. (Firma: Student) (tobi_ros)


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Was hast du denn genau vor? Wahrscheinlich benötigst du eine 
Spannungsquelle, die dir eine Funktion ausgibt!?
Dazu auf Bauteil ( oben, neben R, C, L, Diode etc.) -> Voltage -> 
Einbauen -> Rechtsklick, Advanced.
Da kannst du dann die gewünschte Funktion einstellen

von U. B. (Gast)


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Vielleicht tut es ja die Ersatzschaltung ? - Beispiel:

http://www.spezial.com/newsletter/artikel.php?AID=70&TID=671

von Helmut S. (helmuts)


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Hallo Christian,

Ein Quarzersatzschaltbild besteht aus
L und C und R in Reihe und parallel zu allem eine Halterungs-Kapazität 
Cpar.

L im Bereich mH
C im Bereich femtoFarad
R im Bereich 30 bis 200Ohm
Cpar 2pF bis 5pF
Güte Q im Bereich 10000 bis 100000

Güte Q = sqrt(L/C) / R

f0 = 1/(2*pi*sqrt(L*C))


Man kann jetzt entweder 4 Bauteile nehmen oder man nimmt das Bauteil cap 
(Kondensator) in LTspice. Dieses Bauteil hat intern auch schon diese 
ganzen Zusatzbauteile. Damit so ein "C" als Quarz aussieht, gibt es auch 
ein Kondensatorsymbol xtal.

Platziere ein C oder [misc] xtal.
Danach rechter Mausklick auf das Symbol und trage in dem Dialog Series 
Res., Series ind., Parallel Res. 1T, Parallel Cap. ein.

Hinweis: C1 ist der Quarz. Die Schaltung drumherum zeigt die typische 
Beschaltung wie bei einem Quarzoszillator. Die Quelle V1 ist dort dann 
ein invertierender Verstärker.

Gruß
Helmut

: Bearbeitet durch User
von Christian H. (Firma: CSC) (chris-h) Benutzerseite


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Danke an alle, vor allem Helmut!
Ja, das ist genau das, was ich gesucht habe. Jetzt geht es an spielen!!

eine Frage noch: Im Datenblatt steht (u.a.)
- Lastkapazität
- Serienwiderstand (ist klar)
- Parallelkapazität (ist klar)
Welcher Wert ist Series Inductance und Parallel Resitance

von Helmut S. (helmuts)


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Lastkapazität ist  ist die C3 in Reihe mit C2, also 11pF in meiner 
Schaltung. Normalerweise ist paralle cu C2 und C3 noch eine 
Eingangskapazität der Schaltung (Leitung, IC-Eingang, IC-Ausgang). Das 
ergibt dann

Clast = C2' in Reihe mit C3' = C2'*C3'/(C2'+C3')

von B e r n d W. (smiley46)


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> Welcher Wert ist Series Inductance und Parallel Resistance

Aus Serieninduktivität und Serienkapazität ergibt sich die 
Serienresonanz.

Eine Parallelresonanz erhält man, wenn die Parallel-Kapazität noch dazu 
kommt. Sie liegt ein paar kHz oberhalb der Serienresonanz.

"Parallel Resistance" wird bei Quarzen nicht verwendet, nur "Series 
Resistance".

Damit läßt sich das Verhalten auf der Grundfrequenz ziemlich genau 
simulieren.

: Bearbeitet durch User
von Ottmar K. (wil1)


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Hallo
Wie seht Ihr die Brauchbarkeit, bzw. Wirklichkeitsnähe dieses 
Ersatzschaltbildes?

mfG Ottmar

von B e r n d W. (smiley46)


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Hallo Ottmar

Erstmal würde ich prinzipiell Cp zwischen 3 und 4 pF groß 
dimensionieren.

Für einen HC49 smd den Rs auf 70 Ohm erhöhen.

Für einen HC18/U das Cs halbieren und Ls verdoppeln und für Rs 35 Ohm 
annehmen.

von Christian H. (Firma: CSC) (chris-h) Benutzerseite


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Vielleicht verstehe ich die Antwort falsch.
Was soll/muss ich bei LTSpice eintragen (Parameter des Quarzes)?
LG
Chris

: Bearbeitet durch User
von Helmut S. (helmuts)


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Hallo Chris,
mach einfach eine rechten Mausklick auf den Quarz in meinem Beispiel.

von Christian H. (Firma: CSC) (chris-h) Benutzerseite


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@Helmut:
Sorry, ich stehe total auf der Leitung.
Ich habe einen Quarz mit Datenblatt. Darin finde ich Lastkapazität, 
Serienwiderstand und Parallelkapazität.
Welche der Werte muss ich als Quarz-Parameter in LTSpice eintragen? 
Woher bekomme ich die anderen Parameter des Quarzes?
Oder: Wo ist mein Knoten im Hirn??
LG
Chris

von Helmut S. (helmuts)


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@Chris,
bitte einen Link auf das Datenblatt.

von B e r n d W. (smiley46)


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> Welche der Werte muss ich als Quarz-Parameter in LTSpice eintragen?
> Serienwiderstand und Parallelkapazität.

Das ist schon mal die Hälfte.

> Woher bekomme ich die anderen Parameter des Quarzes?

Es fehlen noch Serien-Kapazität und -Induktivität. Die genauen Werte 
brauchst Du nur, wenn Du ein Quarzfilter bauen möchtest. Dann sollte 
jeder einzelne Quarz vermessen werden. Für einen Oszillator nimm einfach 
den 10MHz Quarz und mach die Induktivität ein wenig größer.

von Helmut S. (helmuts)


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So sehen die Datenblätter im Allgemeinen aus.
http://www.abracon.com/Resonators/ABLS2.pdf

Da steht z. B. für einen 10MHz Quarz:

Serienwiderstand Rser=50Ohm
Shunt Capacitance max 7pF (nimm5pf)

Was jetzt fehlt ist die Güte Q. Nimm 50000.

Rser*Q = L/C  (1)

(f0*2*pi)^2*L*C = 1  (2)

Aus der 1. Gleichung:
L= Rser*Q*C


In der zweiten einsetzen.


(f0*2*pi)^2*Rser*Q*C*C =1

Daraus C ausrechnen.

Dieses C dann in 1 oder 2 einsetzen um L zu berechnen.

von Christian H. (Firma: CSC) (chris-h) Benutzerseite


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Danke! Ich muss das noch durcharbeiten und ausprobieren. Es kommen 
sicher noch Fragen :)

P.S.: Das Datenblatt, das ich habe, ist ein altes allgemeines - nicht 
wirklich nützlich...

von Helmut S. (helmuts)


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Ich habe mal ein paar Datenblätter angeschaut. Meistens findet man die 
Shunt Kapazität 3...7pF und den Serienwiderstand. 30 bis 200Ohm je nach 
Frequenz. Die Quarze im unteren Frequenzbereich haben den höheren 
Serienwiderstand. Dann ist noch die Lastkapazität für die äußere 
Beschaltung spezifiziert bzw. wählbar. Was meistens fehlt ist die Angabe 
der Güte. Die ist nur bei den ganz hochwertigen Quarzen spezifiziert. 
Nimm dann einfach mal 50000 an für die Berechnung von L und C. Speziell 
zur Simulation wähle ich manchmal auch nur eine Güte von 5000 damit die 
Simulation schneller läuft.

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