Hallo zusammen, ich habe ein Problem mit meiner LTSpice Simulation. Habe das Modell des MCP601 OPV versucht einzubinden. Ich habe es vor 2 Tagen ausprobiert und da ging alles. Also die Simulation hat mir das ausgespuckt was ich mir erwartet habe. Heute habe ich die Simulation wieder aufgemacht und jetzt funktioniert sie komischerweise nicht mehr. Fehlermeldung ist angehängt. Es kommt aber etwas bei der Simulation raus. Keine Ahnung was das ist, aber auf jeden Fall nicht das Richtige (auch als Bild angefügt). Ich habe die MCP601 sowohl im Order von LT Spice Programm, also im sub Ordner, als auch im Programmordner der Simulation gespeichert. In der Simulation habe ich das dann mit .include MCP601.sub eingefügt. Kann mir jemand sagen was ich ändern muss? Ich habe gelesen, dass man unter Tools=>Control Panel=>SPICE Gmin, Abstol, Solver usw. ändern kann, was den Fehler unter Umständen beheben kann. Hab da schon einiges verändert, aber hat mir auch nicht weitergeholfen. Teilweise sind dann sogar noch andere Fehlermeldungen gekommen. Vielleicht kann mir da jemand weiterhelfen... Vielen Dank schon mal!
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LTSpice.PNG
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basti schrieb: > Vielleicht kann mir da jemand weiterhelfen... Ja, ich habe auch etwas von Helmut Sennewald. mfg klaus
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Spice.PNG
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Danke schon mal für die Antworten, jetzt bekomme ich ein Signal raus, das aber meiner Meinung nach falsch ist. Kann es sein, dass die Modelle von allen MCP OPV irgendwie fehlerhaft sind? Ich hab nochmal einen Screenshot angefügt. Oder liegt es an meiner Schaltung, dass da so ein komisches Signal herauskommt. Das soll ein Filter für ein PWM Signal mit ca. 4kHz und 50% DutyCycle sein.
basti schrieb: > jetzt bekomme ich ein Signal raus, > das aber meiner Meinung nach falsch ist. Kann es sein, dass die Modelle > von allen MCP OPV irgendwie fehlerhaft sind? Ich glaube nicht das es am Modell liegt, eher an der Beschaltung. Spendiere dem OPV +UB und -UB mit jeweils 2,5 V. So wie sie Signalquelle gegen GND angeschlossen ist will jede fallende Flanke ins Negative gehen. Das kann der OPV aber nicht nicht mitmachen, da -UB auf GND liegt. Also stelle eine symmetrische Stromversorgung für den OPV zur Verfügung. Er vertägt aber nur max 6,0 V! Also +2,5V und -2,5V verwenden oder so ähnlich. mfg klaus
Kann man das Problem auch umgehen, ohne eine negative Versorgungsspannung bereitstellen zu müssen? Also nur der 5V Spannungsquelle, wie sie in meiner Schaltung eingezeichnet ist.
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TP.PNG
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Beziehungsweise anders gefragt, warum funktioniert dieser Filter, bestehend aus zwei normalen RC Glieder, die Sallen Key Schaltung jedoch nicht. Es hängt wahrscheinlich mit der Rückkopplung zusammen, aber kann das jemand genauer erklären?
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SalleyKeyDesingTool-Ergebnis.png
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Bode_MCP6041.png
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Bode_UniversalOP2.png
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Hallo Basti, SalleyKeyDesingTool-Ergebnis.png Grenzfrequenz liegt bei 66 Hz. Das sollte für 4 KHz genügen. Bode_MCP6041.png Der MCP6041 funktioniert als Tiefpass zunächst richtig. Aber nur bis ca. 280 Hz. Dann verliert er wieder an Dämpfung. Bode_UniversalOP2.png Mit dem UniversalOP2 funktioniert das Filter, zumindest bis 18 kHz. Danach geht auch hier die Dämpfung verloren die bei 18 kHz bei 100 dB lag. Ab 10 MHz pendelt es sich auf 50 dB Dämpfung ein. Dir würde das sicher vollkommen genügen. Man müßte mal das Datenblatt danach untersuchen wie es mit der Stabilität bei 0 dB Verstärkung aussieht. Manche OPV sind erst z.B. ab 5 dB Verstärkung stabil. Auch hängen am Output 200 nF dran. Sie liegen aber nicht auf Masse. Trotzdem könnte dies auch ein Punkt sein. mfg Klaus
Danke für deine Antwort Klaus. Und an was liegt das, dass die Dämpfung dann plötzlich wieder geringer wird. Bei dem Tiefpass in meinem vorigen Post, also nicht der Sallen Key sondern TP.png ist dies ja nicht der Fall, deshalb liegt es ja vermutlich an der Rückkopplung, also an dem Kondensator in der Rückkopplung, dass sich die Dämpfung dann plötzlich verringert. Und welchen Vorteil hat man durch die Sallen Key Schaltung im Gegensatz zum normalen Tiefpass wie in TP.png?
Ja, man sollte zuerst das Datenblatt lesen! MCP6041
1 | Unity Gain Stable Yes Gut! |
2 | Rail-to-Rail In/Out Gut! |
3 | GBWP (kHz) 14 Gibt es das wirklich??? |
Der MCP6041 hat ja zumindest einen geringen Ruhestrom von 600 nA pro OP. Aber ein "gain bandwidth product of 14 kHz" hatten vielleicht die Ur-Ur-Väter der OPV. Kein Wunder das das Sallenkey Filter ab 280 Hz anfängt schlapp zu machen. Danke für die Lektion. Man lernt selbst nach Jahrzehnten nie aus. mfg Klaus
Hallo Basti, der MCP601 sieht nach dem Datenblatt ganz gut aus. Auch läuft die Simulation im Mode Transient gut ab. Allerdings wollte ich jetzt über die AC Analysis den Frequenzgang im Bodegiagramm darstellen und erhielt den Fehler:
1 | ltspice failed to find dc operating point for ac analysis |
Die Modelle von Microship haben es wohl wirklich so in sich. Die Suche brachte mich direkt auf diesen Thread. Beitrag "Re: LTSpice Model für den MCP6001 funktioniert nicht" Helmut Sennewald hat es wirklich geschafft gehabt den MCP6001 zum Laufen zubringen. Beim MCP601 gibt es ja ähnliche Probleme. Sonst hätte man nach einigen .Options Direktiven nicht auch noch
1 | .options cshunt=1e-12 |
2 | |
3 | * Das Teufelszeug cshunt. Da wird an jedem Knoten ein Kondensator nach |
4 | Masse geschaltet. |
einsetzen müssen. Helmut fand das gar nicht gut und hat das entsprechend kommentiert gehabt. Ich kann Dir nur raten einen OPV zu wählen der ein vernüftiges Modell hat. Versuch es doch mal mit dem MCP6001. Helmut hatte ja im Modell einiges berichtigt, allerdings dann auch in der Beschaltung etwas angepasst. Der OPV selber sollte passen. mfg Klaus
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Danke Klaus für deine Antworten. Hab jetzt viel herumprobiert und jetzt funktioniert soweit alles. Hab nur noch ein elektrotechnisches Verständnisproblem. Kenne mich mit OPVs leider nur wenig aus. Mein Ziel ist es ja ein veränderliches PWM Singal mit ca. 4kHz so stark wie möglich zu dämpfen, jedoch mit einer halbwegs guten Zeitkonstante, also nach ca. 30ms sollte sich das Signal im eingeschwungenen Zustand befinden. Jetzt habe ich die Sallen-Key Schaltung zweiter Ordnung mit einem RC Tiefpass zweiter Ordnung + Spannungsfolger verglichen. Bei der Sallen-Key Schaltung kommt laut Simulation ein total verrauschtes Signal raus, bei manchen OPVs besser bei manchen schlechter. Bei dem RC Tiefpass kommt das Signal raus das ich mir erwarte. Der Spannungsfolger ändert dann nichts mehr am Signal, so dass am Ausgang des OPV das selbe Signal wie nach dem RC Tiefpass anliegt anliegt. Nun die Frage: Was hat die Sallen-Key Schaltung bei meiner Anwendung für einen Vorteil im Gegesatz zur RC Schaltung? Laut Simulation bringt die Sallen-Key Schaltung ja nicht den gewünschten Erfolg. Könnte ich die RC Schaltung + Spannungsfolger so verwenden, oder hat die Schaltungstechnisch irgendwelche gravierenden Nachteile gegenüber Sallen-Key?
basti schrieb: > Jetzt habe ich die Sallen-Key Schaltung zweiter Ordnung mit > einem RC Tiefpass zweiter Ordnung + Spannungsfolger verglichen. Bei der > Sallen-Key Schaltung kommt laut Simulation ein total verrauschtes Signal > raus, Dann liegt es an etwas anderem. Ein Tiefpass kann eigentlich nicht sonderlich Rauschen. > Bei dem RC > Tiefpass kommt das Signal raus das ich mir erwarte. Ein RC Tiefpass zweiter Ordnung? Wenn beide RC-Teilfilter die gleiche Grenzfrequenz haben, dann ist das Filter nicht so steil wie ein Sallen Key Filter. Zeig doch mal beide Simulationen. mfg Klaus
Der Tiefpass rauscht auch nicht, es ist der OPV, da hattest du ja schon eine Erklärung parat. Klaus R. schrieb: > So wie sie Signalquelle gegen GND angeschlossen ist will jede fallende > Flanke ins Negative gehen. Das kann der OPV aber nicht nicht mitmachen, > da -UB auf GND liegt. Also stelle eine symmetrische Stromversorgung für > den OPV zur Verfügung. Er vertägt aber nur max 6,0 V! Also +2,5V und > -2,5V verwenden oder so ähnlich. In einem vorigen Post das Bild Spice.PNG ist mit der Sallen Key Schaltung. Da wurde der MCP6041 verwendet. Bei den anderen ist es etwas besser aber auch nicht gut. Bei TP.PNG kommt das Signal raus das ich mir wünsche, da ist das RC Glied zweiter Ordnung und ein Spannungsfolger eingesetzt. Deswegen die Frage, warum bei der Sallen Key Schaltung für diese Anwendung so ein verrauschtes Signal rauskommt, beim TP mit Spannungsfolger aber nicht? Und welchen Vorteil dann Sallen-Key im Gegensatz zu TP mit Spannungsfolger hat und ob man TP mit Spannungsfolger so in der Praxis einsetzen kann? Wenn man die gleichen Bauteilwerte für beide Schaltungen nimmt, ist die Übertragunsgfunktion doch identsich, also müsste der Filter die gleiche Steilheit haben oder nicht?
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basti schrieb: > Deswegen die Frage, warum bei der Sallen Key Schaltung für > diese Anwendung so ein verrauschtes Signal rauskommt, beim TP mit > Spannungsfolger aber nicht? Ich hatte ja zumindest ein Bild vom "Rauschen" erwartet. Der MCP601 hat nicht genügend Bandbreite, beim MCP6041 funktioniert die AC Analyse nicht. Ich habe deshalb den TLC272 gewählt, ein Standard OPV. Es ist kein Rail to Rail liefert aber bei 5,0 V noch 3,8 V Output. Sallen_Key_mit_Model_TLC272_100n_Bode.jpg Das Bodediagramm sieht ordentlich aus. Am Output kommen -9 dB heraus. Bei 4 KHz haben wir -77 dB. Die Grundwelle des Rechtecks wird um -68 dB gedämpft. Das ist gut. Sallen_Key_mit_Model_TLC272_10n_.jpg Jetzt siehst bestimmt Dein Rauschen.
1 | PULSE(0 5 0 10n 10n 128µ 256µ) |
Du willst einen Rechteck mit 4 KHz erzeugen und definierst Flanken mit 10ns? Ich denke, das ist etwas übertrieben. Zumal wir hier mit idealen Leiterbahnen, Kondensatoren und Widerständen simulieren. Sallen_Key_mit_Model_TLC272_100n_Spikes.jpg Jetzt habe ich die Flanken um Faktor 10 flacher gelegt. Der Ausschnitt ist vergrößert und jetzt sieht man kein Rauschen mehr, es sind Spikes! Vergrößer die mal weiter. Wieviel MHz haben die? Sallen_Key_mit_Model_TLC272_1µ_.jpg Jetzt habe ich die Flanken noch mal um Faktor 10 flacher gelegt. Immerhin sind sie für 4 kHz noch sehr steil. Aber, oh Wunder, die Spikes sind weg. Man sollte gewöhnliche 1 MHz OPV nicht mit 100 MHz torpedieren. Den TLC272 kann man hier auch mit einem Rechteck von GND aus betreiben und braucht nicht auf UB/2 gehen. mfg Klaus
basti schrieb: > Der Tiefpass rauscht auch nicht, es ist der OPV, da hattest du ja schon > eine Erklärung parat. Alles klar? Ich sehe hier das auch als Teamwork. Diskussionen gehören dazu. Davon lebt Teamwork und wird Dich auch weiter bringen. mfg Klaus
Ja, simulationstechnisch sind alle meine Fragen beantwortet. Danke nochmal dafür Klaus. Hat mir jetzt die letzten Tage auch beim Verständnis schon sehr weitergeholfen. Muss jetzt aber die nächsten Wochen noch meine Defizite in Bezug auf Operationsverstärker und Operationsverstärkerschaltungen bereinigen :-)
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