Ich suche eine Simulations - Software/ Tool für nicht - Elektroniker.
Hintergrund: Für Dokumentation und Erklärung einer einfach Op-Amp Schaltung (3 Op-Amps) mit einem Feedback Loop / Regelkreis suche ich eine Animations / Simulations Software. Alle Bauteile dürfen als ideal angesehen werden.
Es geht darum die Annäherung an einen Sollwert zu zeigen und das unabhängig vom Startzustand.
Dachte an so etwas wie Every Circuit, Circuit Lab aber diese sind kostenpflichtig.
NOTE: Habe es mit LTSpice versucht. Es berechnet den Operating Point aber zeigt nicht die Annäherung an.
Kann ich auch sehr ans Herz legen. Die Schaltplaneingabe ist etwas gewöhnungsbedürftig, finde ich, die Darstellung der Ergebnisse aber sehr schön aufbereitet.
Hintergrund: Für Dokumentation und Erklärung einer einfach Op-Amp
Schaltung (3 Op-Amps) mit einem Feedback Loop / Regelkreis suche ich
eine Animations / Simulations Software. Alle Bauteile dürfen als ideal
angesehen werden.
Wenn du die Animation / Simulation für deine "Schüler" erstellst, scheinen mir die Vorschläge sinnvoll, da du ja zu wissen scheinst, wie man Simulatoren füttert.
Sollen deine "Schüler" (deine nicht Elektroniker Zielgruppe) aber selbst die Schaltung simulieren lassen - um zu sehen, was da passiert wird es sehr schnell sehr dünn.
Wenn ich mich in die Situation eines Laien versetze, möchte ich eigentlich nur die Schaltung virtuell (aber mit echten Bauelementbezeichnungen wie z.B. TL081) zusammensetzen und virtuelle DMM und echten Oszilloskopen nachgeahmte (keine abstrakte Symbole) "Simulationsoszis" beliebig auch während der Simulation anschließen können.
Auch würden mich als Laien zu viel Informationen, die dann oft noch absteckt, dargestellt werden, nur verwirren und abschrecken.
Genau in diese "Falle" bzw. diese Erwartungen hatte ich tatsächlich früher, als ich zum ersten Mal von Simulationssoftware gehört hatte...
Die Realität hat mich dann doch aber ziemlich geerdet und erstmal deutlich ausgebremst, bzw. mir viel Lernaufwand beschert...
Es geht darum die Annäherung an einen Sollwert zu zeigen und das
unabhängig vom Startzustand.
Diese "Annäherung" erfolgt aber doch sehr schnell - es sei denn, der Regelkreis enthält ausreichend Verzögerung (Tiefpass-Elemente)
Das spricht natürlich gegen den Einsatz "idealer" Verstärkermodelle, die nun gerade keine Verzögerung beinhalten.
Also: Verzögerung im Kreis ganz wichtig (reale OP`s mit Tiefpasswirkung), sonst gibts keine "Annäherung".
Und dann muss die zeitliche Auflösung recht fein gewählt werden, um den gewünschten Vorgang überhaupt erkennen zu können.
NOTE: Habe es mit LTSpice versucht. Es berechnet den Operating Point
aber zeigt nicht die Annäherung an.
Dafür gibt es die Lösung, alle Spannungsquellen bei 0V starten zu lassen. Dafür gibt es auch eine eigene Option, die ich nur gerade nicht im Kopf habe.
So siehst du, wie sich bspw. Kondensatoren laden bzw. eben der Soll-Wert erreicht wird.
NOTE: Habe es mit LTSpice versucht. Es berechnet den Operating Point
aber zeigt nicht die Annäherung an.
Dafür gibt es die Lösung, alle Spannungsquellen bei 0V starten zu
lassen. Dafür gibt es auch eine eigene Option, die ich nur gerade nicht
im Kopf habe.
NOTE: Habe es mit LTSpice versucht. Es berechnet den Operating Point
aber zeigt nicht die Annäherung an.
Nach meinem Verständnis gibt es keine "Annäherung" an den Arbeitspunkt. Er kann direkt berechnet werden:
Alle Kapazitäten werden mit 0 F und alle Induktivitäten mit 0 H angenommen.
Die sich dabei im verbleibenden Schaltungsnetz ergebenden Spannungen und Ströme lassen sich so direkt berechnen.
Als Initialwert für die Kapazitäten und Induktivitäten werden diese Spannungen bzw. Ströme eingesetzt.
Wenn du den in der Praxis ablaufenden Vorgang der Annäherung an den Operating Point sehen willst, kannst du die Initialspannungen bzw. -ströme (wie auch immer die genannt werden) für die Kapazitäten und Induktivitäten in den Simulationsprogrammen, die ich kenne, mit 0 vorgeben.
Oh - ich sehe gerade, das wurde kurz vorher auch schon geschrieben.
Es geht darum die Annäherung an einen Sollwert zu zeigen und das
unabhängig vom Startzustand.
Unabhängig vom Startzustand: Ist das so gemeint, dass z.B. Kondensatoren im Startzustand auf beliebige Spannung geladen sein können? Wenn ja, ein Beispiel, wie es in meinem Simulator aussieht, im Anhang: Ein Kondensator ist im Startzustand auf 1 V geladen (Initial Voltage = 1). Es gibt keine Signalquelle und auch keine Betriebsspannung.
NOTE: Habe es mit LTSpice versucht. Es berechnet den Operating Point
aber zeigt nicht die Annäherung an.
Dafür gibt es die Lösung, alle Spannungsquellen bei 0V starten zu
lassen. Dafür gibt es auch eine eigene Option, die ich nur gerade nicht
im Kopf habe.
So siehst du, wie sich bspw. Kondensatoren laden bzw. eben der Soll-Wert
erreicht wird.
Daisy D. spricht doch von einem Regelkreis und der "Annäherung an den Sollwert".
Das ist üblicherweise doch der sog. "Ist-Wert", der vom Ausgang auf den Teil der Schaltung rückgeführt wird, der Soll- und Ist-Wert vergleicht (Differenz=Fehlersignal).
Und dieser "Ist-Wert" erscheint bei jedem realen System (mit Tiefpas-Elementen) verzögert gegenüber dem Sollwert und nähert sich diesem bis auf den Restfehler mehr oder weniger schnell an.
Da gehts also dann nicht um Versorgungsspannungen oder Kondensator-Ladungen, sondern um z.B. die zeitliche Reaktion des rückgeführten Ist-Signals auf einen Sprung der Soll-Funktion am Eingang - sprich Sprungantwort.
Oder (Frage an Daisy D.) hab ich die Aufgabe falsch verstanden?
Daisy D. spricht doch von einem Regelkreis und der "Annäherung an den
Sollwert".
Daisy D. schrieb aber auch:
Es berechnet den Operating Point
aber zeigt nicht die Annäherung an.
Ich denke, du kannst Recht haben oder auch nicht. Ich weiß auch nicht, worum es geht. Zumal die Transienten-Analyse, z. B. zur Darstellung der (Spannungs-)Verläufe in einem Regelkreis, eine der beiden Grundfunktionen (neben der AC-Analyse) ist, die man als Allererstes kennenlernt. Irgendwie passt das nicht zu der Frage von Daisy D..
Deswegen vermute(!) ich, dass mit Operating Point die Spannungsverhältnisse zu Beginn der Simulation gemeint sind, danach käme die Transienten-Analyse, hier eine sinnvollerweise eine Sprungantwort. Aber leider scheinen hier wieder nur die Antwortenden miteinander zu diskutieren. Schade.
NOTE: Habe es mit LTSpice versucht. Es berechnet den Operating Point
aber zeigt nicht die Annäherung an.
Wie meinst du das?
LTSpice rechnet nicht irgendeinen Operating Point, sondern die Signale in Abhängigkeit von der Zeit. Vielleicht hast du nur mit der falschen Zeitskala geguckt.
LTSpice rechnet nicht irgendeinen Operating Point, sondern die Signale
in Abhängigkeit von der Zeit. Vielleicht hast du nur mit der falschen
Zeitskala geguckt.
NOTE: Habe es mit LTSpice versucht. Es berechnet den Operating Point
aber zeigt nicht die Annäherung an.
Wie meinst du das?
LTSpice rechnet nicht irgendeinen Operating Point, sondern die Signale
in Abhängigkeit von der Zeit. Vielleicht hast du nur mit der falschen
Zeitskala geguckt.
Daisy D. antwortet (anscheinend) nicht mehr. Also versuche ich es mal:
Jeder Simulator muss vor Beginn einer Simulation zunächst einen Arbeitspunkt berechnen. Beispiel: Die Ur-Schaltung einer 1-Transistor Audioverstärkerstufe mit unipolarer Versorgung. Also 2 Koppel-Elkos, evtl. ein weiterer noch im Emitter. Nach dem Einschalten dauert es eine Weile, bis sich ein Arbeitspunkt bzw. ein stationärer Zustand mit Eingangssignal = 0 (der "Operating Point"? Das klingt zumindest naheliegend) eingestellt hat. Dann erst kann die eigentliche Simulation gestartet werden. Wie der Arbeitspunkt schnell ermittelt wird, habe ich im Beitrag Beitrag "Re: Simulation für nicht - Elektroniker" erläutert. Da wird nichts über längere Zeit in vielen Iterationen bis zu einem stabilen Endzustand ermittelt, dass ist nur ein einmaliger Vorgang.
Man kann sich auch den kompletten Vorgang vom Anlegen der Betriebsspannung bis zum stationären Zustand per zeitlich korrekter Simulation anzeigen lassen. Wie das geht, wurde in folgenden Beiträgen gezeigt.
erstmal vielen Dank für die Antworten. Bin nur drüber geflogen aber Lutz hat mein Problem richtig erkannt. Werde mir das mal alles noch mal genauer anschauen und mich nochmals melden.
Ganz kurz, es geht immer noch um einen Potentiostat. Der Anwender möchte eine Spannung einstellen und diese wird in der Chemie entsprechend nachgeregelt.
Vielen lieben Dank nochmals. Werde auch den Schaltplan in LTSpice noch senden.
Danke nochmals für die Tips mit den Kondensator der zum Start geladen sein kann. Die Schaltung ist ein einfach Potentiostat.
CE treibt einen Stom solange bis die Spannung zwischen RE und WE gleich der Ausgangsspannung von U1 entspricht, selbst wenn an RE eine Störspannung entstehen sollte (Chemische Prozesse).
Daher dachte ich könnte C9 hinzufügen und ihm eine Startspannung geben. Werde das mal versuchen
Habe gerade mal mit dem IC Befehl rumgespielt und wenn ich das richtig sehe, ist die Regelung/Annäherung an den zu erwartenden Wert innerhalb von 1ns abgeschlossen.
Habe gerade mal mit dem IC Befehl rumgespielt und wenn ich das richtig
sehe, ist die Regelung/Annäherung an den zu erwartenden Wert innerhalb
von 1ns abgeschlossen.
Da ich Deine asc-datei nicht lesen kann: Reale OP-Modelle bei der Simulation benutzt?
Da ich LTSpice zwar habe, aber mit einem anderen Simulator arbeite, war mein LTSpice so veraltet, dass ich es erst mal updaten musste. (Richtig umgehen kann ich mit diesem Simulator nicht - und ich werde es für diesen Einzelfall auch gar nicht erst versuchen.) Anbei die Schaltung "für jeden sichtbar".
Die Anzahl der aktiven und passiven Bauelemente kommt mir suspekt hoch vor - aber darum geht es nicht. Ich habe den Eindruck, dass Daisy immer noch nicht verstanden hat, wovon wir vorher mehrfach schrieben. Das ärgert mich.
Ich habe jetzt nicht versucht, alles zu lesen und deine Schaltung zu analysieren.
Versuche einfach mal im .tran-Kommando die Checkbox "Skip initial operating point solution" zu klicken, so dass dort steht ".tran 1 uic".
Dann erhältst du als Ergebnis für die Signale CE, RE und WE das Bild wie im Anhang. Vielleicht ist es das, was du sehen willst - nur ein Versuch meinerseits.
Konnte mit LTSpice das erreicht was ich wollte.
Habe das nun in meiner Dokumentation für Nicht-Elektroniker eingefügt. Will da auch nicht mehr Zeit reinstecken.
