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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LTSpice PWM Mittelwertbildung


Autor: Ohmscher Klaus! (Gast)
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Hallo.

ich generiere in LTSpice einen sinusbewerteten PWM - aus dieser PWM 
möcht ich gerne den Mittwert bilden und diesen "sinus" auch plotten 
(siehe Bildanhang: so sollte es aussehen!).

Geht das in LTSpice? Oder alternativ Daten in Excel exportieren und dort 
mit Excel Methoden arbeiten? Wobei ich jetzt nicht wüsste wie das in 
Excel geht.

Gruß
Klaus

Autor: Stefan S. (chiefeinherjar)
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Wie würdest du es denn in der "realen Welt" machen? - ohne nähere 
Angaben: Nimm einen einfachen Tiefpass und fertig.

Autor: Mark (Gast)
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Das ist kein Mittelwert sondern das Integral aus Funktion abzüglich 
Mittelwert. Der Mittelwert ist eine Konstante, zum Beispiel Null.

Wenn du es rechnen willst, gesteuerte Quellen, wie B, haben eine 
idt()-Funktion. Statt idt() kannst du auch eine gesteuerte Stromquelle 
einen idealen Kondensator auf- und entladen lassen, oder du nimmst den 
in der Praxis üblichen Tiefpass.

Autor: Ohmscher Klaus! (Gast)
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Mark schrieb:
> Das ist kein Mittelwert sondern das Integral aus Funktion abzüglich
> Mittelwert. Der Mittelwert ist eine Konstante, zum Beispiel Null.

Siehe Anhang! Ich hätte ausführlicher Kurzzeit-Mittelwert schreiben 
sollen.

mfg

Autor: Wolfgang (Gast)
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Mark schrieb:
> Das ist kein Mittelwert sondern das Integral

Und was ist da bei hinreichend dichter Lage der Abtastpunkte in der 
realen Welt der Unterschied?
Praktisch funktionieren digitale Abtastsysteme recht gut, wenn man sich 
an ein paar Spielregeln hält ;-)

Autor: DCDC (Gast)
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Hallo,

wenn Du die sinusbewertete PWM in LTSpice erzeugst mit einem konstanten 
Trägersignal erzeugst, dann hast Du eigentlich deinen Kurzzeitmittelwert 
schon. Es ist das Sinussignal, welches Du nimmst, um die PWM zu 
erzeugen. Der einzige Unterschied ist ein, bei konstanter 
Einganggspannung deines Wechselrichters, konstanter Skalierungsfaktor. 
Das gilt aber nur im Bereich der linearen Modulation.

Gruß DC/DC

Autor: DCDC (Gast)
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Hallo,

noch eine kurze Ergänzung. In Excel könntest Du es nachbilden, falls Du 
äquidistante Abtastpunkte hättest, dann könntest Du durch Summation das 
Integral annähern, bei bekannter Schaltperiode, da LTSpice allerdings 
eine variable Schrittweite hat müsstest Du dies beachten.

Gruß DC/DC

Autor: J Zimmermann (Gast)
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Deine Darstellung ist sehr "optimistisch". Habe das mal "hardwaremäßig" 
in LTSpice (Warum nimmt eigentlich niemand TINA? Hoffentlich wird der 
steinzeitliche Editor von LTSpice unter AD mal renoviert.) gemacht, 
hoffe der angehängte File kommt irgendwie rüber.
mfg

Autor: Klaus R. (klara)
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J Zimmermann schrieb:
> Warum nimmt eigentlich niemand TINA?

Hatte ich ganz, ganz früher mal vor LTspice verwendet. Da dachte ich 
noch, LTspice würde nur mit LT - Produkten arbeiten wollen. War quatsch.

Wenn ich jetzt mal TINA einsetzen muß, weil TI nur ein kompiliertes 
Modell anbietet, dann graust es mir immer.

Wie sieht es bei TINA mit dem Support aus? Das sagt schon einiges.
mfg klaus

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Im Spektrum der PWM sind starke Harmonische der 3. bis zur 13. Frequenz 
der Grundfrequenz des Sinus. Die Höhe der Harminschen hängt von der 
Schaltfrequenz ab. In deinem Beispiel ist die Schaltfrequenz nur das 
20fache der Grundfrequenz. Falls es um 50Hz geht, dann wäre eine 
Schaltfrequenz größer gleich 20kHz sinnvoller da dann die Harmonischen 
niedriger Ordnung viel kleiner wären.
Wie gut man filtern muss hängt jetzt auch davon ab wie stark die 
Oberwellen bei allen erwarteten Lasten sein darf.

Ist das jetzt eine Leistungsanwendung z. B. 50Hz und 230V?

Im Anhang mal zwei mögliche Quellen und die Wirkung von Filtern. 
Natürlich hängt die Dimensionierung des Filters von der Lastimpedanz ab.


1. Quelle mit PWL

PWL 0 0 REPEAT FOREVER (1u 1 1m 1 1.0002m -1 2m -1 2.0002m 1 8m 1 
8.0002m -1 9m -1 9.0002m 1 10m 1 10.0002m -1 11m -1 11.0002m 1 12m 1 
12.0002m -1 18m -1 18.0002m 1 19m 1 19.0002m -1 20m -1 20.0002m 1) 
ENDREPEAT

2. Quelle durch Überlagerung von Pulsen (Serienschaltung).


Filter
-------
Ab einem Fiter 3. Ordnung sieht das schon brauchbar aus.
Falls auf der Eingangsseite geschaltet wird, dann muss man ein Filter 
mit L am Eingang nehmen. Siehe Filter auf der rechten Hälfte. In deiner 
Anwendung wird das wahrscheinlich der Fall sein.

Filterdesign: https://rf-tools.com/lc-filter/

: Bearbeitet durch User
Autor: Ohmscher Klaus! (Gast)
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Hallo,

danke für die Vorschläge.

Ich habe es nun ganz einfach gelöst in dem ich einfach eine weitere 
Sinusquelle mit der Spannung der PWM eingefügt habe - manchmal denkt man 
einfach viel zu kompliziert und steht auf dem Schlauch!

Servus!

Autor: Al3ko -. (al3ko)
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Helmut S. schrieb:
> Die Höhe der Harminschen hängt von der
> Schaltfrequenz ab
Hi Helmut,
Diese Aussage ist so nicht ganz richtig bzw. muss noch ergänzt werden:

Die Höhe der Harmonischen hängt bei gegebenen Filter von der 
Schaltfrequenz ab.

Ansonsten kann ich mit viel Zuversicht sagen:
Die Höhe der Harmonischen bei (Sinus) PWM hängt definitiv nicht von der 
Schaltfrequenz ab.

Ob man 4kHz oder 20kHz wählt, hat keinen Einfluss auf die generierten 
Oberwellen, sondern lediglich auf die Auslegung der Größe des Filters.

Gruß,

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