Hallo zusammen, ich rätsel wo gerade mein Gedankenfehler ist. Ich habe mit LTspice einen einfachen RC-Filter simuliert, welches ja ein PT1-Glied darstellt. Nun habe ich auf diesen Filter einen normierten Spannungssprung gegeben. Soweit, sogut. Die Theorie besagt ja, dass die Grenzfrquenz dieses PT1-Gliedes mit der Formel: f_g=1/(2*PI*R*C) berechnet wird. Nach meinen Vorgaben (R=1kOhm & C=1µF) ergibt das ja eine Eckfrequenz von ca. 159Hz. Weiter folgt daraus, dass bei dieser Frequenz das Signal um ca. -3dB bzw. ca. 30% gedämpft wird. Folgende drei offene Punkte: Warum liegt bei dem Spannungs-Zeit-Diagramm die Eckfrequenz bei ca. 1,2ms bzw. 819Hz und nicht bei 159Hz? Warum habe ich im Frequenzgang bei der Eckfrequenz von 159Hz eine Dämpfung von ca. -3dB gegenüber sehr kleinen Frequenzen (z.B. 10 Hz)? Warum zeigt mir die FFT bei sehr niedgrigen Frequenz immer noch eine Dämpfung von ca. -37dB an? Diese sollte doch eigentlich 0dB sein, oder? Vielen Dank. Ich stehe momentan auf dem Schlauch :-) Beste Grüße Thomas
Thomas H. schrieb: > Die Theorie besagt ja, dass die Grenzfrquenz dieses PT1-Gliedes > mit der Formel: f_g=1/(2*PI*R*C) berechnet wird. Nach meinen > Vorgaben (R=1kOhm & C=1µF) ergibt das ja eine Eckfrequenz von > ca. 159Hz. Ja. > Weiter folgt daraus, dass bei dieser Frequenz das Signal um > ca. -3dB bzw. ca. 30% gedämpft wird. Ja. > Folgende drei offene Punkte: > Warum liegt bei dem Spannungs-Zeit-Diagramm die Eckfrequenz bei > ca.1,2ms bzw. 819Hz und nicht bei 159Hz? Weil Du an der falschen Stelle abliest. Die -3dB gelten für die Betrachtung im Frequenzbereich . Das Spannungs- Zeit - Diagramm ist aber eine Darstellung im Zeit - Bereich. ("Jaja... so hoch ist noch niemand gesprungen. Wir machen hier aber Weitsprung !" (C) Heinz Jankofsky) Dort gelten "1/e" bzw. "1-1/e" (37% bzw. 63%) als Bezugswerte. Bei 1ms liest man dort - oh Wunder! - ca. 0.65V ab. > Warum habe ich im Frequenzgang bei der Eckfrequenz von 159Hz > eine Dämpfung von ca. -3dB gegenüber sehr kleinen Frequenzen > (z.B. 10 Hz)? Ähh...?! Weil Du oben (korrekt) geschrieben hast, dass die Grenzfrequenz bei 159Hz liegt und bei der Grenzfrequenz eine Dämpfung von -3dB vorliegen muss? Was hast Du denn erwartet? > Warum zeigt mir die FFT bei sehr niedgrigen Frequenz immer noch > eine Dämpfung von ca. -37dB an? Diese sollte doch eigentlich 0dB > sein, oder? SPICE-Problem. Helmut S. wird gleich auftauchen.
Possetitjel schrieb: > Dort gelten "1/e" bzw. "1-1/e" (37% bzw. 63%) als Bezugswerte. > Bei 1ms liest man dort - oh Wunder! - ca. 0.65V ab. Ach so... Nachtrag: 1/tau und f_g unterscheiden sich um den Faktor 2*Pi.
Du bedienst den Simulator nicht richtig da du den Zeitbereich mit den Frequenzbereich durcheinander wirfst und somit nur ausprobierst. Bild 1: Beim Anlegen einer Sprungfunktion kann man die Zeitkonstante Ablesen. Nach etwa 1*Tau = R * C = 1kOhm * 1µF = 1ms ist die Ausgangsspannung am RC-Glied auf etwa 63% des Eingangswertes angestiegen. - Genau das kann man auch im ersten Bild sehr gut erkennen und ist somit auch richtig. Daraus eine Frequenz auszurechnen (Transienter Vorgang!) zu wollen ist fachlich leider nicht richtig und hatte dich zu einen falschen Schluss geführt. Bild 2: Bei der AC-Simulation (und nicht FFT - Das ist was anderes!) hast du wahrscheinlich den Spannungswert der Generatorquelle falsch eingestellt wodurch du bei tiefen Freqeunzen mit -37db startest. Trotzdem ist alles richtig da bei der berechneten Grenzfrequenz die Amplitude um weitere 3db und somit die Tiefpass Charakteristik siehst. Im Sperrbereich kann man auch sehr gut die Dämpfung von 20dB/Dekade ablesen. Wenn du bei der Generatorquelle bei AC-Amplitude 1 eingestellt und die AC-Analyse startest, ist bei mir zumindest alles richtig. Begriffe zur weiteren Hilfe: Frequenzbereich, Übetragungsfunktion, Bodediagramm, Rechnen mit db Werten, Tiefpass 1.Ordnung, TP1-Glied, Sprungfunktion, Sprungantwort, Zeitbereich.
Thomas H. schrieb: > Warum zeigt mir die FFT bei sehr niedgrigen Frequenz immer noch eine > Dämpfung von ca. -37dB an? LTspice gibt nicht die Dämpfung aus (worauf sollte sich diese in Schaltungen mit mehreren Spannungsquellen überhaupt beziehen?), sondern den dB-Wert bezogen auf 1V (bei Spannungen) bzw. 1A (bei Strömen). Du hast als AC-Amplitude von V1 vermutlich 10mV·√2 eingestellt mit dem Ziel, an der Grenzfrequenz exakt 10mV zu erhalten. 10mV·√2 auf 1V bezogen sind aber gerade die beobachteten -37dB. Wie Nachtaktiver schrieb, wählst du einfachg 1V als Eingangsamplitude, das entspricht dann den gewünschten 0dB.
Yalu X. schrieb: > LTspice gibt nicht die Dämpfung aus (worauf sollte sich > diese in Schaltungen mit mehreren Spannungsquellen > überhaupt beziehen?), sondern den dB-Wert bezogen > auf 1V (bei Spannungen) bzw. 1A (bei Strömen). Hmm. Wahrscheinlich ist es zuviel verlangt, dass LTSpice dann auch "dBV" (bzw. "dBA") an die Diagramme dranschreibt, oder? Wäre ja zu einfach...
Hallo Thomas, Den Frequenzgang bitte mit der .AC Analyse simulieren. Dazu muss eine Quelle ein "AC amplitude" haben, hier AC 1. Gruß Helmut
Ah verdammt! Vielen Dank für die zahlreichen Antworten. Klar: Tau=1/(2*PI*f_g) Das verdammte 2*Pi und danke für den Hinweis: Tau=63,2% Doch eine Frage ist für mich noch offen. Ja, ich habe verstanden, dass man den Frequenzgang mit .AC Analyse simulieren sollte. Das habe ich auch schon gemacht. Ist es dennoch möglich, den Frequenzgang auch über die FFT richtig darstellen zu können, sodass die Verstärkung 0dB bei niedrigen Frequenzen ist? Falls ja, welche Parameter oder Einstellungen müsste man denn ändern? Ich möchte, das gleiche gerne bei einer real durchgeführten Sprungantwort durchführen können. Da habe ich ja auch "nur" das Spannungs-Zeit-Diagramm und ich würde mir gerne über eine FFT in den Bildbereich transformieren. Yalu X. schrieb: > Du hast als AC-Amplitude von V1 vermutlich 10mV·√2 eingestellt mit dem > Ziel, an der Grenzfrequenz exakt 10mV zu erhalten. 10mV·√2 auf 1V > bezogen sind aber gerade die beobachteten -37dB. Nein, das war nicht das Ziel. Ich wollte eine normierten Spannungssprung von 1V mit einem PT1-Glied filtern lassen und das Antwortsignal im Bildbereich betrachten. Ich bei der transienten Simulation auch sonst keine weiteren Angaben gemacht, als einen Spannungssprung von 0 auf 1V. siehe oben beigefügtes Modell. Nachtaktiver schrieb: > Bei der AC-Simulation (und nicht FFT - Das ist was anderes!) hast du > wahrscheinlich den Spannungswert der Generatorquelle falsch eingestellt > wodurch du bei tiefen Freqeunzen mit -37db startest. Wo kann ich diesen Wert bitte einstellen? Wenn ich eine andere Kombination (R & C) wähle bekomme ich andere negative dB-Werte. Nochmals danke :-) Thomas
Thomas H. schrieb: > und danke für den Hinweis: Tau=63,2% Na ja, dein Text liest sich jetzt so, als sei tau 63,2% (einer Spannung) und nicht eine Zeit.... Thomas H. schrieb: > Wo kann ich diesen Wert bitte einstellen? in der Spannungsquelle (Rechtsklick auf deren Symbol....) Thomas H. schrieb: > Ist es dennoch möglich, den Frequenzgang auch über die FFT richtig > darstellen zu können Wird in der Online-Hilfe von LTSpice beschrieben, siehe Abschnitt "Waveform Arithmetic"
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