LTspice wie funktionierts?

[chris (Gast)]

Was ich mich schon immer frage: Wie funktioniert LTspice genau?

Oben habe ich eine kleine Simulation eines Tiefpasses. Wie berechnet 
LTspice das Signal 'out' ?.

[Ingo Less (Gast)]

Nach den anerkannten und geltenden Gesetzmäßigkeiten der 
Physik/Elektrotechnik. Die Gleichungen findest du in jedem 
Tabellenbuch...

[Michael Gugelhupf (Gast)]

Spice stellt intern die Knotengleichungen für die Schaltung auf, formt 
daraus eine Matrizengleichung und optimiert die Gleichung mit dem 
gaußsche Eliminationsverfahren. Die Gleichung wird dann mit einer 
Iterationsmethode wie Newton-Raphson gelöst.

LTSpice macht ein paar Dinge aus Geschwindigkeitsgründen anders wie 
klassisches Spice. So bin ich mir nicht sicher, ob der Sover in LTSpice 
Newton-Raphson oder einen anderes Verfahren verwendet. LTSpice hat noch 
dazu zwei Solver.

[chris (Gast)]

>Spice stellt intern die Knotengleichungen für die Schaltung auf, formt
>daraus eine Matrizengleichung

Das würde ich für den im Bild gezeigten Fall gerne mal konkret sehen.

[OMG (Gast)]

chris schrieb:
> Das würde ich für den im Bild gezeigten Fall gerne mal konkret sehen.

Das leitest du dir gefälligst selbst aus den bestehenden
Formelsammlungen ab.

[Helmut S. (helmuts)]

Die Transient-Analysis ist die aufwendigste Simulation in SPICE. Neben 
dem aufstellen der Leitwertmatrix muss auch die Ableitung jedes Bauteils 
in dem gerade betrachteten Arbeitspunkt bestimmt werden. Außerdem muss 
in jedem Schritt die Größe des nächsten Zeitschritts geschätzt werden. 
Das endet dann manchmal mit Abbruch und der Fehlermeldung "time step to 
small".


Erst hier lesen.
http://www.ecircuitcenter.com/SpiceTopics/Overview/Overview.htm

Dann hier lesen.
http://www.ecircuitcenter.com/SpiceTopics/Transient%20Analysis/Transient%20Analysis.htm

Dann feststellen, dass man damit das noch lange nicht selber 
programmieren kann.

Es gibt sicher irgendwo Literatur zu dem Thema.

[Karl M. (karlchen-m)]

Das kann man auch ein bisschen netter sagen (als OMG):
https://de.wikipedia.org/wiki/Knotenpotentialverfahren

VG Karl

[Helmut S. (helmuts)]

OMG schrieb:
> chris schrieb:
>> Das würde ich für den im Bild gezeigten Fall gerne mal konkret sehen.
>
> Das leitest du dir gefälligst selbst aus den bestehenden
> Formelsammlungen ab.

Damit wirst du niemals eine Transientenanalyse hinbekommen. Wer das 
behauptet, der hat auf jeden Fall keine Ahnung von den benötigten 
Algorithmen für die Transientenanalyse.

[chris (Gast)]

>Erst hier lesen.
>http://www.ecircuitcenter.com/SpiceTopics/Overview/Overview.htm

>Dann hier lesen.
>http://www.ecircuitcenter.com/SpiceTopics/Transient%20Analysis/Transient%20Analysis.htm

>Dann feststellen, dass man damit das noch lange nicht selber
>programmieren kann.

Danke für die Links.
Man kann ja vieles selber programmieren und muss nicht immer gleich mit 
der vollen Komplexität anfangen. Deshalb habe ich die Schaltung mit nur 
zwei Bauteilen gepostet, um das Problem auf das Minimum zu reduzieren.

Die Differenzengleichungen für diese Schaltung aufzustellen sollte ja 
nicht zu schwierig sein. Die Frage würde dann aber entstehen, wie macht 
man das für mehr Bauteile.
Eventuell könnte man für die Berechnung auch einfach nur eine 
Rechteckintegration verwenden. Dann wird es halt etwas ungenauer, aber 
ein Ergebnis wäre da.

[Michael Gugelhupf (Gast)]

Helmut S. schrieb:
> Es gibt sicher irgendwo Literatur zu dem Thema.

Ja, war ja eine Doktorarbeit 
http://www2.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/1975/ERL-m-520.pdf

> Die Differenzengleichungen für diese Schaltung aufzustellen sollte ja
> nicht zu schwierig sein. Die Frage würde dann aber entstehen, wie macht
> man das für mehr Bauteile.

Streng nach Schema F. Das ist schließlich ein Computerprogramm ohne 
KI-Gefurze. Das ackert einfach durch den Input. Ob große oder kleine 
Schaltung ist erst mal egal (wenn man CPU, Speicher usw. ignoriert.)

[Egon D. (Gast)]

chris schrieb:

> Man kann ja vieles selber programmieren und muss nicht
> immer gleich mit der vollen Komplexität anfangen.

Stimmt.


> Deshalb habe ich die Schaltung mit nur zwei Bauteilen
> gepostet, um das Problem auf das Minimum zu reduzieren.

Es gibt viele Möglichkeiten.

Wenn Du Dich auf lineare Bauteile (ideale R/L/C/OpAmp)
beschränkst, kannst Du die komplexe Wechselstromrechnung
anwenden; vernünftigerweise im Kombination mit dem
Knotenpotenzialverfahren.

Wenn Du Dich in der Netzwerkstruktur auf Kettenleiter
beschränkst, kann man sogar auf die Knotenpotenzial-
analyse verzichten und mit einer Kaskade von Spannungs-
teilern rechnen.


> Die Differenzengleichungen für diese Schaltung aufzustellen
> sollte ja nicht zu schwierig sein. Die Frage würde dann
> aber entstehen, wie macht man das für mehr Bauteile.

Wurde schon mehrfach genannt: Knotenpotenzialverfahren.


> Eventuell könnte man für die Berechnung auch einfach
> nur eine Rechteckintegration verwenden. Dann wird es
> halt etwas ungenauer, aber ein Ergebnis wäre da.

Naja, m.E. ist das Problem weniger, in einigermaßen
gutartigen Fällen ein halbwegs korrektes Ergebnis zu
erhalten -- das geht schon. Das große Problem ist, die
numerisch hässlichen Fälle zu beherrschen.