Fourier Analyse in LT Spice fehlerhaft? Wer hat Erfahrung.

[Chris (Gast)]

Ich habe folgendes Problem festgestellt in LT-Spice:

Macht man eine Fourier Analyse so kann man sich die harmonischen 
Verzerrungen anzeigen lassen (THD). So weit so gut.

Lasse ich die Schaltung 100ms laufen, so erhalte ich eine THD von: 
0.822830%(0.855381%) (Bild: fourier1.png).

Das hat mich stutzig gemacht, denn ich hätte 0,000% erwartet oder 
zumindest deutlich geringeres als 0.85% !

Lässt man die Simulation dagegen nur 2ms laufen (Bild fourier2.png), so 
stellt sich ein zu erwartender Wert ein:  Total Harmonic Distortion: 
0.000005%(0.000000%)

Ich habe vermutet, dass es an Rundungsfehlern usw. liegt... also habe 
die Fourier Analyse auf 2 beschränkt: .four 1000 15 2 V(out)

Dies scheint aber nichts zu verändern.
An was liegt dieser Verhalten eurer Meinung nach?

[HildeK (Gast)]

Mach mal deine Simulation mit sehr viel mehr Punkten, also reduziere den 
max. Timestep auf z.B. 10ns ... 100ns. Das dauert dann halt länger, 
dafür sind die Ergebnisse genauer.
Bei der 2ms- Simulation wählt LTSpice automatisch einen kleineren 
Timestep und nähert so den Sinus viel genauer an.
Ursache ist also nicht hauptsächlich die Rundungsfehler durch die 
Real-Zahlendarstellung der Spannungswerte sondern die zu grobe zeitliche 
Auflösung.

[Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)]

Hier:
http://preamp.org/static/klirrfaktor-simulieren-mit-ltspice/index.html
hat jemand probiert, den THD bei LTSpice zu minimieren. Ist zwar wenig 
von praktischem Interesse aber es sind ein paar schöne mathematische 
Tricks dabei.

[Carlo (Gast)]

Helmut hat da eine gute Empfehlung Spezialisten
Verzerrungsartefakte
Beitrag "Re: LTSpice - Verzerrungsartefakte in der FFT Darstellung"

[Rainer V. (a_zip)]

Mohandes H. schrieb:
> http://preamp.org/static/klirrfaktor-simulieren-mit-ltspice/index.html

HildeK schrieb:
> Mach mal deine Simulation mit sehr viel mehr Punkten,

Dieses LTSpice-Tuning ist schon sehr hilfreich. Und die Simulation mit 
"viel mehr" Punkten ist der Knackpunkt. Hier wird man auch merken, dass 
je nach dem so eine Simulation plötzlich "höllenlang" dauern kann und 
wenn dann auch noch der Abbruch mit "ESC" nicht mehr klappt, wird es 
echt lustig. Habe mal so einen Sinusgenerator simuliert und da hat es 
ca. 8 Minuten gedauert, bis der eingeschwungen war...dann aus den 
nächsten 2 Minuten einen passenden Ausschnitt für die FFT zu definieren, 
war echt nichts für schwache Nerven. Dass der Generator - zumindest in 
der Simulation - nicht annähernd die erwarteten "himmlischen" 
Spitzenwerte hatte, sei nur am Rande erwähnt :-)
Gruß Rainer

[Michel M. (elec-deniel)]

Rainer V. schrieb:
> je nach dem so eine Simulation plötzlich "höllenlang" dauern kann und
> wenn dann auch noch der Abbruch mit "ESC" nicht mehr klappt,

stimmt, wäre hilfreich wenn es für diesen Fall noch eine routine gäbe.

zur Datenkompression  ein Video
https://youtu.be/dBeZpUPLup8?t=302

[udok (Gast)]

Für Distortion Messung gibt es das .four Kommando,
da brauchst du keine FFT dazu.

Ich mach da immer:

// Frequenz Amplitude für Sinusquelle
.param f=1k A=10

// Berechnet die Distorion, steht im Log Fenster (Ctrl-L).
.four {f}

// 100 Zyklen, mit kleiner Stepsize
.tran {100/f} {1/f/1k}

// Keine Kompression
.options plotwinsize=0

[Rainer V. (a_zip)]

Michel M. schrieb:
> stimmt, wäre hilfreich wenn es für diesen Fall noch eine routine gäbe.

Aber das ist ja der Gag. Diese Einstellungen zwingen Spice dazu, 
wirklich mit großer Auflösung zu rechnen. Wann man das wirklich braucht 
, ist natürlich eine andere Frage. Daß es das aber kann ist die große 
Stärke und kommt daher, das es ursprünglich für die Entwicklung und 
Analyse von Schaltnetzteilen entwickelt wurde. Du kannst dir also das 
Verhalten "deiner" Schaltung z.B. beim Einschalten in fast beliebiger 
Auflösung anschauen. Und das dauert natürlich. Wie fast überall muß man 
auch hier wissen, was man will und was man tut! Fragen ist natürlich 
ok!! Und auch auf Yahoo bekommt zu LTSpice man jede Menge Beispiele und 
Hilfe. Man muß eben ein wenig arbeiten!
Gruß Rainer

[H. H. (Gast)]

Rainer V. schrieb:
> Yahoo

Die Gruppen gibt es nicht mehr.

R.I.P.

[Abdul K. (ehydra)]

Ist natürlich nach groups.io umgezogen.

[Michel M. (elec-deniel)]

Rainer V. schrieb:
> iese Einstellungen zwingen Spice dazu,
> wirklich mit großer Auflösung zu rechnen.

keine Frage,
aber manchmal zeigt sich dann schon während der Analyse,
daß sie abgebrochen werden kann, oder präzisiert werden muß :-)

[Rainer V. (a_zip)]

...ebend...

[HildeK (Gast)]

Rainer V. schrieb:
> Dieses LTSpice-Tuning ist schon sehr hilfreich. Und die Simulation mit
> "viel mehr" Punkten ist der Knackpunkt. Hier wird man auch merken, dass
> je nach dem so eine Simulation plötzlich "höllenlang" dauern kann

Man muss es ja nicht übertreiben. Vorsichtig herantasten! In dem Fall 
hätte ein max. Timestep von 2µs bereits das Ergebnis "Total Harmonic 
Distortion: 0.000005%(0.000000%)" gebracht. Und die längere 
Simulationsdauer ist kaum bemerkbar.
Was übrigens auch hilft bei einer langen Simulationsdauer mit sehr 
vielen Datenpunkten: nach dem Start das Plotfenster minimieren. Bei 
meinem (älteren) Rechner war ein Beispiel dadurch zwei- bis dreimal 
schneller. Hängt natürlich auch von der CPU und der GraKa ab, weil viel 
Zeit beim wiederholt neuen Schreiben des Plotfensters verbraten wird.

In der Frage vom TO wird es schon deutlich: rechnet er mit 100 
Schwingungen. Im Vergleich zu nur zweien sind pro einzelnem Sinus viel 
weniger Stützpunkte vorhanden. Man sieht das schön, wenn man herauszoomt 
und bei den Plot-Settings die Option 'Mark Data Points' aktiviert hat.
Ich habe so den Eindruck, dass LTSpice eine feste Zahl an Stützstellen 
nimmt und die auf die Simulationszeit aufteilt - wenn man nichts anderes 
vorgibt.

[Michel M. (elec-deniel)]

Abdul K. schrieb:
> nach groups.io umgezogen.

https://groups.io/g/LTspice