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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Parasitäre Reaktanz an einem Leistungswiderstand [LtSpice]


Autor: Kai (Gast)
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Hallo Miteinander,

ich habe mit Hilfe eines DSO die parasitären Effekte an einem linearen 
Ohmschen Widerstand nachgewiesen.
Folglich hat sich eine Impedanz durch die parasitären Reaktanzen sowie 
den ohmschen Anteil zu 1 kOhm bei 180 kHz ergeben.
Nun war die Überlegung vorhanden, diesen Nachweis via Simulation mit 
LtSpice IV zu erbringen. Das Problem welches sich dabei nun jedoch 
auftut, scheint ein numerisches zu sein.
Leider fällt mir derzeit nicht ein, woran es dabei liegt.
Meine Vermutung war die Auflösung des Werte-Bereichs zu verkleinern, 
jedoch ohne Erfolg.
Hier einmal zum besseren Verständnis die Auswertung in LtSpice.

In Rot unten rechts zu erkennen, die Frequenz stimmt so weit überein, 
jedoch nicht die Impedanz.

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Wie kommst du auf 47 Ohm?

Ein Widerstand hat niemals eien Induktivität von 0,63mH.
m=milli=10^-3

Wolltest du 0,63uH?
u=micro=10^-6

: Bearbeitet durch User
Autor: Kai (Gast)
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Hallo Helmut S,

danke für die Antwort.
Die Werte sind durch Messung an einem realen Leistungswiderstand mittels 
DSO im Prüflabor gemessen.
Da wir nun parasitäre Effekte ums DUT vernachlässigen können, ist die 
10er Potenz so korrekt.

Weiterhin benötige ich ein Antwort auf meine eigentliche Frage, aber 
vielen Dank schon einmal.

VG Kai

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Ist das ein riesengroßer Drahtwiderstand?
Bild, Abmessungen, Windungszahl?

Autor: Lurchi (Gast)
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0,68 mH sind einfach zu viel für einen normalen Widerstand. 47 Ohm sind 
aber auch recht viel für eine 680 µH Induktivität.

Auch die 1.25 nF kommen mit relativ hoch vor.

In der Schaltung kann da eher noch eine Kapazität nach Masse rein. 1 nF 
wären da aber auch schon 10 m Koax Kabel.

Autor: Michael (Gast)
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Beschreibe doch mal, was Du wie gemessen hast. Wahrscheinlich liegt der 
Fehler in der Interpretation der Meßergebnisse.

Autor: Helmut S. (helmuts)
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  • R47.asc (717 Bytes, 72 Downloads)

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Wenn es nur darum geht aus 47Ohm die 1kOhm zu machen, dann könnte das so 
aussehen?

Allerdings gibt es da noch die Möglichkeit falls das ein sehr dicker 
Draht ist, dass hier der Skineffekt zuschlägt.

Hast du auch Z-Werte für z. B. 10kHz, 20kHz, 50kHz, 100kHz und 500kHz?

: Bearbeitet durch User
Autor: Kai (Gast)
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Autor: Kai (Gast)
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Die Z-Werte für die angesprochenen höheren Frequenzen liegen mir gerade 
nicht mehr vor. Frühestens Morgen kann ich diese vorbringen.

Autor: Hp M. (nachtmix)
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Kai schrieb:
> Die Werte sind durch Messung an einem realen Leistungswiderstand mittels
> DSO im Prüflabor gemessen.
> Da wir nun parasitäre Effekte ums DUT vernachlässigen können, ist die
> 10er Potenz so korrekt.

Wer misst, misst meistens Mist.

P.S.:
Ein Foto deines Meßaufbaus wäre nicht schlecht.
Vermutlich wird das bei Manchem hier zur Schnappatmung führen.

: Bearbeitet durch User
Autor: Helmut S. (helmuts)
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Stimmen dei 47Ohm oder waren das eventuell 470Ohm?
Schaltplan der Messschaltung?

Autor: Kai (Gast)
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Hier noch einmal der Messaufbau.
Sollte aber eigentlich nichts zur Sache tuen.

Der Widerstandswert hat sich ebenfalls aus der Impedanz ergeben und zwar 
im kleinen Frequenzbereich. Dh wo nahezu keine parasitären Effekte zu 
erkennen sind.

Autor: Kai (Gast)
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Hier noch der Impedanzgang einer Referenz-Messung. Hierbei zu sehen, 
dass die Impedanz bei 190 kHz einen Wert von 2400 Ohm erreicht.

Autor: Helmut S. (helmuts)
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1. Bist du sicher, dass der Funktionsgenerator nicht auch den Minuspol 
an Erde hat? Welcher Funktionsgenerator ist das?

2. Hat der Generator nicht auch noch 50Ohm Innenwiderstand?

3. Generell ist es bei höheren Frequenzen eine ganz schlechte Idee die 
Erde des Osziolloscopes in die Mitte des Spannungsteilers zu legen. 
Dadurch misst man mit eienr zusätzlichen unbekannten Kapazität.

Am schwerwiegendsten ist Punkt 3. Bitte Messung wiederholen und Masse 
des Funktionsgerators mit Masse des Oszilloscopes verbinden.

Autor: M.A. S. (mse2)
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Helmut S. schrieb:
> 1. Bist du sicher, dass der Funktionsgenerator nicht auch den Minuspol
> an Erde hat? Welcher Funktionsgenerator ist das?
...wollte ich auch gerade schreiben.
Hier noch das Bild gedreht (Rechnung folgt später). ;)

Autor: grinsender Mitleser (Gast)
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Ich finde das spannend!
Oben waren es noch 1kOhm, jetzt 2400Ohm. Was denn nun?
Die Skalierung in [Z]/R ist das Verhältnis Impedanzbetrag zu Widerstand. 
Meintest Du [Z]/Ohm?
Die Skalierung mit f[Hz] ist ohne jedwede Aussage. Meintest Du f/Hz?

Kai schrieb:
> Der Widerstandswert hat sich ebenfalls aus der Impedanz ergeben und zwar
> im kleinen Frequenzbereich. Dh wo nahezu keine parasitären Effekte zu
> erkennen sind.
Und was soll das bedeuten?

Ich schließe mich Helmut an. Am besten wird es sein Masse vom 
Funktionsgenerator und Scope zu verbinden und die 120 Ohm als 
Vorwiderstand zu nehmen. So Scope kann ja subtrahieren.

Späße

Autor: Achim S. (Gast)
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Kai schrieb:
> Hier noch der Impedanzgang einer Referenz-Messung. Hierbei zu sehen,
> dass die Impedanz bei 190 kHz einen Wert von 2400 Ohm erreicht.

Was halt aber leider gar nicht zu dem von dir simulierten Netzwerk 
passt. Das hat bei 190kHz eine Impedanz von (2363-j*4793)Ohm. (Nicht 
simuliert, sondern einfach nur ausgerechnet). Der Betrag davon ist 
5344Ohm und damit genau das, was LTSpice bei dieser Frequenz simuliert. 
Vergiss also deine These von einem Numerikproblem: LTSpice rechnet genau 
das aus, was man auch mit Bleistift und Papier (und Taschenrechner) 
bekommt.

Deine "Referenzkurve" passt also nicht zu deinem Ersatzschaldbild des 
Widerstands (und dass z.B. die 630µH extrem hoch sind wurde gleich zu 
Beginn schon angemerkt). Und deshalb ist es so spannend, wie du gemessen 
hast und wie du von deiner Oszi-Messung auf die Parameter dieses 
Ersatzschaltbildes eines realen Widerstands gekommen bist.

Autor: Lurchi (Gast)
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Der Funktionsgenerator hat eine Verbindung zur Masse oder zumindest ein 
deutlich Kapazität. Für die etwas höheren Frequenzen könnte man sich mit 
einem HF Transformator zwischen Generator und dem Rest helfen - da ist 
die Kapazität wenigstens kleiner und besser zu bestimmen.

Autor: Mark Space (voltwide)
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Ich finde es auch erstaunlich, dass dieser Drahtwiderstand eine 
Eigenresonanz unter 200kHz haben soll. Also irgendwo verstecken sich 
dort ungeahnt große Induktivitäten und Kapazitäten.Um dorthin zu kommen, 
müßten sich schon etliche 100 Windungen auf dem Widerstandskörper 
befinden.

: Bearbeitet durch User

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