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!
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.
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?
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
UnityGainStableYesGut!
2
Rail-to-RailIn/OutGut!
3
GBWP(kHz)14Gibtesdaswirklich???
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
ltspicefailedtofinddcoperatingpointforacanalysis
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
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
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?
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(05010n10n128µ256µ)
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 :-)
Fehlermeldung.PNG
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LTSpice.PNG
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