Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LTspice Simulation/schwingfähiges System


von Peter (david_h88)



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Hey,

ich habe folgende kleine Schaltung in LTspice durchsimuliert. Dabei sind 
ein paar Fragen entstanden:

1. Warum steigt der Kollektorstrom Ic(Q1) in der Simulation bereits 
bevor die Spannung V(inC2) und damit UBE die 0,7V übersteigt? Laut 
Fachliteratur beträgt ja die Durchlassspannung einer Diode immer 0.7V. 
Warum sinkt der Kollektor bei ca. 1,9ms so plötzlich, obwohl V(inC2) 
größer 0,7V bleibt?
2. Enstehen die "Zuckungen" der Spannungen V(inr2c1), V(inc2) und 
V(inC3r3) durch die spezifische Phasenverschiebung der drei 3 RC-Glieder 
(C3/R4; C2/R3; C1/R2)? Eine Schwingung würde ja erst entstehen, wenn die 
3 RC-Glieder richtig angeordnet sind (Ausgangsspannung des einen 
RC-Gliedes gleich Eingangsspannung des anderen RC-Gliedes), die 
richtigen R- bzw. C-Werte vorliegen und eine Rückkopplung besteht? Diese 
Rückkopplung würde ja erst wirken, wenn der Transistor durchgeschalten 
ist?

Vielen Dank für eure Epertise!

von H. H. (hhinz)


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ASC-Files posten.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Peter schrieb:
> Laut Fachliteratur beträgt ja die Durchlassspannung einer Diode immer
> 0.7V.
Welche Fachliteratur ist das?

Bis dahin gilt die e-Funktion für die Diodenkennlinie. Siehe den
Beitrag "Diode mit scharfem "Knick"".

von Martin (don_martin)


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Hallo,
ich sehe kein GND in deiner Schaltung.
VG Martin

von Rainer W. (rawi)


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Peter schrieb:
> Laut Fachliteratur beträgt ja die Durchlassspannung einer Diode immer
> 0.7V.

Dann guck dir einmal die Shockley Gleichung oder reale Datenblätter an.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Shockley-Gleichung

Falls du deine ASC-Datei hochlädst, lassen sich deine Fragen viel 
gezielter beantworten.

: Bearbeitet durch User
von Michael (bastler2)


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Du musst das GND-Symbol (kleines Dreieck) an den Minus-Pol der 
Spannungsquelle anschließen. Das definiert wo "0" Volt (Masse) ist. Ohne 
Masse kommt in der Simulation nur Mist raus.

: Bearbeitet durch User
von Peter (david_h88)



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Stimmt! Mit den Gnd (habe ich mal an den Emitter platziert) kommt jetzt 
auch ein plausibles Ergebnis raus.
Schwingen täte es ja theoretisch nur dann, wenn der Transistor 
eingeschalten ist und damit eine Rückkopplung vorhanden ist? Und die 
Phasenverschiebung jedes RC-Gliedes wirkt nur mit den richtigen R-Wert 
bzw. C-Wert (klar), und wenn der Ausgang jedes RC-Gliedes auf den 
Eingang des darauffolgenden RC-Gliedes geschalten ist?

von Martin (don_martin)


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Ich würde auch noch die Simulationsdauer reduzieren, da LTspice die 
Schrittweite daran anpasst. Daher sehen die Kurven so eckig aus. Du 
betrachtest ja nur 15ms und nicht 5s.

: Bearbeitet durch User
von Esmu P. (Firma: privat) (max707)


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H. H. schrieb:
> ASC-Files posten.

Bitte!

von Wastl (hartundweichware)


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Peter schrieb:
> eingeschalten ist

---> eingeschaltet ist

Peter schrieb:
> geschalten ist

---> geschaltet ist

von Lutz V. (lvw)


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Das ist kein schwingungsfähiges System - jedenfalls nicht für 
kontinuierliche Schwingungen.
Die zur Erfüllung der Schwingungsbedingung (Barkhausen) notwendige 
Phasendrehung im Rückkopplungskreis (180 Grad) wird hier nämlich erst 
bei einer (theoretisch) unendlich großen Frequenz erreicht (mit 
verschwindender Amplitude). Parasitäre Kapazitäten mögen eine kleine 
aber unwesentliche Rolle spielen.
So ein Oszillator mit einem Hoch- oder Tiefpass in der Rückkopplung muss 
immer ein Filter 3. Grades beinhalten, damit die 180 Grad Phasendrehung 
bei einer endlichen - und durch die Dimensionierung festlegbaren - 
Frequenz erfolgt, und zwar mit endlicher zu verstärkender Amplitude.

Das erst mal zum Prinzip eines Oszillators. Wie das mit dem Arbeitspunkt 
der gezeigten Schaltung aussieht, ist noch eine ganz andere Frage

: Bearbeitet durch User
von Mark S. (voltwide)


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Wastl schrieb:
> Peter schrieb:
>> eingeschalten ist
>
> ---> eingeschaltet ist
>
> Peter schrieb:
>> geschalten ist
>
> ---> geschaltet ist

Langeweile? Es sollte sich langsam rumgesprochen haben dass es im 
deutschsprachigen Ausland Gegenden gibt wo diese Ausdrucksweise üblich 
ist.

von Bernhard (bernhard_123)


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Lutz V. schrieb:
> Das ist kein schwingungsfähiges System - jedenfalls nicht für
> kontinuierliche Schwingungen.
> ...
> Wie das mit dem Arbeitspunkt der gezeigten Schaltung aussieht,
> ist noch eine ganz andere Frage

R4 verhindert hier, dass C3 die gewünschte Phasenverschiebung erzeugt.
C3 (links) müsste direkt mit Minuspotential verbunden werden.

R4 sollte zwischen inC3R3 und Minus angeschlossen werden. Das ergibt mit 
R2   einen Spannungsteiler an der Basis und sorgt für höhere Amplitude 
am Kollektor.

Bernhard

von M.A. S. (mse2)


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Mark S. schrieb:
> Wastl schrieb:
>> Peter schrieb:
>>> eingeschalten ist
>>
>> ---> eingeschaltet ist
>>
>> Peter schrieb:
>>> geschalten ist
>>
>> ---> geschaltet ist
>
> Langeweile? Es sollte sich langsam rumgesprochen haben dass es im
> deutschsprachigen Ausland Gegenden gibt wo diese Ausdrucksweise üblich
> ist.

Wenn ich 'geschalten' lese, dreht sich auch mir regelmäßig der Magen um.
Ich finde, man sollte sich um Hochdeutsch bemühen, wenn man postet.
Wenn icke hier anfangen würde ßu balinahn, fändet ihr ditt ooch nich 
juut!

von Lutz V. (lvw)


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Peter schrieb:
> Schwingen täte es ja theoretisch nur dann, wenn der Transistor
> eingeschalten ist

M.A. S. schrieb:
> Wenn ich 'geschalten' lese, dreht sich auch mir regelmäßig der Magen um.

Mal ganz abgesehen von der sprachlichen Seite (die ich für nicht ganz so 
relevant halte) - die obige Aussage mit dem Transistor, der 
"eingeschalten" sein muss, zeigt, dass der BJT als quasi-linearer 
Verstärker noch nicht so ganz verstanden wurde (viele denken ja 
irrtümlich, dass der BJT urplötzlich bei Ube=0,7V "eingeschaltet" werden 
würde).
Der Kollektorstrom hängt in Form einer e-Funktion von Ube ab - das ist 
alles, was man verinnerlichen sollte (und dass folglich auch schon bei 
Ube<0,7V ein Strom fließt und der Transistor folglich nicht sperrt).

von Esmu P. (Firma: privat) (max707)


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wer fottos posten kann der sollte auch *.asc posten können. Also ein 
Troll wenn er es denn nicht nach mehrfacher aufforderung tuuut...

von Peter (david_h88)


Angehängte Dateien:

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Bitteschön

von H. H. (hhinz)


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Peter schrieb:
> TestSignalgenerator_1_vorb.asc

Schwingt doch gar nicht.

von Wastl (hartundweichware)


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H. H. schrieb:
> Schwingt doch gar nicht.

Ist ja auch eine Scheiss- bzw. Troll-Schaltung.

von Peter (david_h88)


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Ich habe diese Schaltung aus einen Buch. Ist also keine Troll-Schaltung!

von Esmu P. (Firma: privat) (max707)


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Peter schrieb:
> Ich habe diese Schaltung aus einen Buch. Ist also keine
> Troll-Schaltung!

dann zeige uns die seite in deinem buch bitte

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Peter schrieb:
> Ich habe diese Schaltung aus einen Buch.
Aus einem geheimen Buch, oder wie? Warum immer diese Salamitaktik?
Kommt mir fast vor wie diese nichtssagenden Überschriften: "Als er das 
tat passierte das!"

Nachtrag: natürlich schreiben auch die Süddeutschen und die 
angrenzenden deutschsprachigen Ausländer "geschaltet", auch wenn sie es 
"geschalten" (oder genauer "gschalda") aussprechen. Sonsch kennt ma da 
ganza Reschd jo oifach au so schreiba wia man schwätzt! Odr it?

: Bearbeitet durch Moderator
von Wastl (hartundweichware)


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Leudde, es ist mittlerweile Freitag, dazu auch noch der dreizehnte.

von M.A. S. (mse2)


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Lothar M. schrieb:
> Sonsch kennt ma da
> ganza Reschd jo oifach au so schreiba wia man schwätzt! Odr it?

Jenau!

von Bernhard (bernhard_123)


Angehängte Dateien:

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Peter schrieb:
> Ich habe diese Schaltung aus einen Buch. Ist also keine Troll-Schaltung!

Aber eine nicht schwingende Schaltung.
Dass die Phasenverschiebung zum Schwingen nicht ausreicht, hat schon 
Lutz V. geschrieben.

Mach mal R4 viiiiel kleiner, z. B. 10 Ohm oder gar kurzschließen. Dann 
wird die Phasenverschiebung durch R2C2 größer und die Schwingbedingung 
erfüllt. Die Amplitude ist aber klein.

Bernhard

von Bernhard (bernhard_123)


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Im letzten Beitrag angehängt: Änderungen für höhere Amplitude.
(Antwort per separatem Beitrag, weil ich den vorigen nicht mehr 
editieren darf.)

von Wastl (hartundweichware)


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Bernhard schrieb:
> Im letzten Beitrag angehängt: Änderungen für höhere Amplitude.

Das rettet den Freitags-Thread auch nicht mehr. Du bist wohl
einer der Wenigen die noch nicht die Scheuklappen abgenommen
haben um über den Tellerrand hinauszublicken.

von Bernhard (bernhard_123)


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Anscheinend gibt es auch hier inzwischen sehr viele Trolle.

von Esmu P. (Firma: privat) (max707)


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Bernhard schrieb:
> Anscheinend gibt es auch hier inzwischen sehr viele Trolle.

Ja, sein geheimstes Geheimbuch hat er uns auch noch nicht gezeigt, trotz 
Aufforderung.

von Lutz V. (lvw)


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Bernhard schrieb:
> Mach mal R4 viiiiel kleiner, z. B. 10 Ohm oder gar kurzschließen. Dann
> wird die Phasenverschiebung durch R2C2 größer und die Schwingbedingung
> erfüllt.

Leider reicht das nicht aus.
Ich hab doch in meinem ersten Beitrag erwähnt, dass man einen Tiefpass 
oder Hochpass DRITTER Ordnung braucht, um bei einer endlichen und 
wählbaren Frequenz die Phasenverschiebung von 180 Grad zu erreichen.

von Esmu P. (Firma: privat) (max707)


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Lutz V. schrieb:
> Bernhard schrieb:
>> Mach mal R4 viiiiel kleiner, z. B. 10 Ohm oder gar kurzschließen. Dann
>> wird die Phasenverschiebung durch R2C2 größer und die Schwingbedingung
>> erfüllt.
>
> Leider reicht das nicht aus.
> Ich hab doch in meinem ersten Beitrag erwähnt, dass man einen Tiefpass
> oder Hochpass DRITTER Ordnung braucht, um bei einer endlichen und
> wählbaren Frequenz die Phasenverschiebung von 180 Grad zu erreichen.

Für einen Sinus

von Lutz V. (lvw)


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Esmu P. schrieb:
> Lutz V. schrieb:
>> Bernhard schrieb:
>>> Mach mal R4 viiiiel kleiner, z. B. 10 Ohm oder gar kurzschließen. Dann
>>> wird die Phasenverschiebung durch R2C2 größer und die Schwingbedingung
>>> erfüllt.
>>
>> Leider reicht das nicht aus.
>> Ich hab doch in meinem ersten Beitrag erwähnt, dass man einen Tiefpass
>> oder Hochpass DRITTER Ordnung braucht, um bei einer endlichen und
>> wählbaren Frequenz die Phasenverschiebung von 180 Grad zu erreichen.
>
> Für einen Sinus

Ja - die Schwingbedingung (Barkhausen) gilt (theoretisch) nur für einen 
sinusförmigen Verlauf des Ausgangssignals.

von Esmu P. (Firma: privat) (max707)


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Lutz V. schrieb:
> Esmu P. schrieb:
>> Lutz V. schrieb:
>>> Bernhard schrieb:
>>>> Mach mal R4 viiiiel kleiner, z. B. 10 Ohm oder gar kurzschließen. Dann
>>>> wird die Phasenverschiebung durch R2C2 größer und die Schwingbedingung
>>>> erfüllt.
>>>
>>> Leider reicht das nicht aus.
>>> Ich hab doch in meinem ersten Beitrag erwähnt, dass man einen Tiefpass
>>> oder Hochpass DRITTER Ordnung braucht, um bei einer endlichen und
>>> wählbaren Frequenz die Phasenverschiebung von 180 Grad zu erreichen.
>>

>> Für einen Sinus
>
> Ja - die Schwingbedingung (Barkhausen) gilt (theoretisch) nur für einen
> sinusförmigen Verlauf des Ausgangssignals.

Was beim TO eben nicht gegeben ist

von Bernhard (bernhard_123)


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Lutz V. schrieb:
> Ich hab doch in meinem ersten Beitrag erwähnt, dass man einen Tiefpass
> oder Hochpass DRITTER Ordnung braucht, um bei einer endlichen und
> wählbaren Frequenz die Phasenverschiebung von 180 Grad zu erreichen.

Der ist doch dritter Ordnung.
Zumindest bei der steigenden Flanke am Kollektor schiebt auch R1C1. Dann 
ist bei irgendeiner Frequenz die Schwingbedingung erfüllt.
Die Eigenschaften des Transistors spielen sicherlich auch noch eine 
merkliche Rolle. Sonderlich stabil wird die Frequenz also nicht sein.

Bernhard

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