Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Großsignal Simulation JFET


von Mari. a (Gast)


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Hallo,

ich baue derzeit einen Verstärker, der am Ausgang ein Dämpfungsglied hat 
das über einen Poti verstellt wird. Um das Signal abzudämpfen möchte ich 
JFETs verwenden. Nun hab ich das Problem, dass ich das 
Großsignalverhalten des JFETs nicht simulieren kann, bzw. die Simulation 
mit der Realität nicht übereinstimmt. Ich habe zum Teil eine Amplitude 
von bis zu 3V und der JFET dient als Längswiderstand der varriert werden 
kann.

Ich möchte das ganze mit LT-Spice simulieren. Ist es überhaupt möglich 
das Großsignal mit der Transientenanalyse zu simulieren? Wo liegt mein 
Fehler?

Danke für eure Hilfe

Maria

: Verschoben durch User
von limbus (Gast)


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Mari. a schrieb:
> Wo liegt mein Fehler?

Zuviel Information ;)

Häng einen Screenshot deiner Schaltung als png und für Simulanten die 
asc-Datei an. Darin sollte auch der verwendete Transistor einen Namen 
haben.

von Helmut S. (helmuts)


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> Ich möchte das ganze mit LT-Spice simulieren. Ist es überhaupt möglich
das Großsignal mit der Transientenanalyse zu simulieren? Wo liegt mein
Fehler?

Genau dazu ist doch SPICE entwickelt worden.

SPICE kann ja nichts dafür, daß Jfets und Mosfets so lausige 
Spezifikationen haben. Beispiel Schwellspannung Vt=-3V bis -6V, Idss= 
5mA bis 15mA.
Du mußt deine Jfets vorher vermessen und dann dein Jfet-Modell anpassen 
damit die Simulation mit der Realität übereinstimmt, wenn deine 
Schaltung empfindlich auf diese Parameter ist. Das Ziel ist es eine 
Schaltung zu entwerfen die unempfindlich gegenüber diesen Toleranzen 
ist.

: Bearbeitet durch User
von Mark S. (voltwide)


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Als lineare Steller in diesem Bereich sind JFETs einfach nur ungeeignet.

von Mari.a (Gast)


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Hi,

schon mal vielen Dank für eure zahlreichen Antworten. Tut mir leid, dass 
ich euch erst jetzt zurück schreibe, aber ich war mit der Hochzeit 
meiner Cousine stark eingebunden.

Ich weiß, dass meine JFETs etwas übersteuert sind. (Das höre ich an 
meinem verzerrten Ausgangston und sehe ich am Oszilloskop). Ich würde 
das ganze aber eben auch gern in der Simulation sehen.

Ich hab euch mal meine Simulation angehängt. Vielleicht könnt ihr mir 
helfen und sagen warum bei meiner Simulation alles "schön" ist. Ich kann 
ehrlich gesagt mit den Spice-Parametern noch nicht soviel anfangen. 
Welche jetzt für welches Verhalten verantwortlich sind.

Vielen Dank schon mal und liebe Grüße,

Maria

von Mari.a (Gast)


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Sorry. Das Bild hat es falsch abgespeichert.

von Helmut S. (helmuts)


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Also der Klirrfaktor ist ziemlich hoch.

Arbeitest du wirklich mit 50Ohm Innenwiderstand des Generators und 50Ohm 
Abschlußwiderstand?


Ergebnisse der .FOUR Analyse

View -> SPICE Error Log

.step vg=-10
Total Harmonic Distortion: 48.187105%(48.193013%)

.step vg=-9.5
Total Harmonic Distortion: 37.435541%(37.441727%)

.step vg=-9
Total Harmonic Distortion: 28.541875%(28.543692%)

.step vg=-8.5
Total Harmonic Distortion: 21.013451%(21.017125%)

.step vg=-8
Total Harmonic Distortion: 14.888299%(14.888751%)

.step vg=-7.5
Total Harmonic Distortion: 10.770830%(10.771477%)

.step vg=-7
Total Harmonic Distortion: 9.225121%(9.225329%)

.step vg=-6.5
Total Harmonic Distortion: 9.138599%(9.138635%)

.step vg=-6
Total Harmonic Distortion: 8.491266%(8.491279%)

.step vg=-5.5
Total Harmonic Distortion: 7.461658%(7.461657%)

.step vg=-5
Total Harmonic Distortion: 6.468318%(6.468317%)

.step vg=-4.5
Total Harmonic Distortion: 5.661588%(5.661587%)

.step vg=-4
Total Harmonic Distortion: 4.996798%(4.996797%)

.step vg=-3.5
Total Harmonic Distortion: 4.442129%(4.442128%)

.step vg=-3
Total Harmonic Distortion: 3.974404%(3.974402%)

.step vg=-2.5
Total Harmonic Distortion: 3.576320%(3.576318%)

.step vg=-2
Total Harmonic Distortion: 3.234702%(3.234700%)

von Mari.a (Gast)


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Hi,

ich habe einen Signalgenerator mit 50 Ohm Ausgangsimpedanz und das Oszi 
auf 50 Ohm Abschluss eingestellt. Da ich im Moment probiere, dass 
Simulation und Realität sich "gleich" Verhalten, habe ich nun die 50 Ohm 
auch mit simuliert.

Aber ich glaube du hast recht mit der Annahme, dass der Parameter Vt bei 
meinem Modell nicht passen könnte. Wie kann ich diesen Parameter denn 
sinnvoll bestimmen?

Um die Distortion jetzt zu reduzieren müsste ich also einen anderen FET 
nehmen mit einer (betragsmäßig) höheren Threshold-Spannung. Sehe ich das 
richtig?
Habt ihr mir da vielleicht noch einen Tipp? Es ist ja leider nicht mehr 
so ganz einfach JFETs zu bekommen (da viele Typen nicht mehr produziert 
werden).

Schon mal Danke für eure Hilfe!

von Helmut S. (helmuts)


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Hallo,
ich habe gerade nochmal aber mit 0,35V Spitze statt 3,5V simuliert. 
Damit sieht das schon gut aus - THD<1%.
Gruß
Helmut

von Mari.a (Gast)


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Woran könnte das liegen, dass mein Signal nicht nur einen komischen 
Nulldurchgang hat, sondern der sinus schief ist? So bisschen wie wenn ne 
Welle vom Wind getrieben wird.

von Helmut S. (helmuts)


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Mari.a schrieb:
> Woran könnte das liegen, dass mein Signal nicht nur einen komischen
> Nulldurchgang hat, sondern der sinus schief ist? So bisschen wie wenn ne
> Welle vom Wind getrieben wird.


Die Hälfte des Eingangssignals addiert sich zur Gate-Source 
Steuerspannung. Dadurch haben positve Eingangssignale ein negativeres 
Vgs als negative Eingangssignale und damit ist Rds abghängig von der 
Signalspannung. Diesen Effekt kann man durch kleine Eingangsspannungen 
reduzieren.

: Bearbeitet durch User
von Mark S. (voltwide)


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Hast Du mal versucht, die source statt auf "out" direkt auf Masse zu 
legen?
Nun ist "out" = "in", und die angeschlossene Impedanz sollte dann 
hochohmig sein. So jedenfalls kenne ich das.

von Helmut S. (helmuts)


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Mark Space schrieb:
> Hast Du mal versucht, die source statt auf "out" direkt auf Masse zu
> legen?
> Nun ist "out" = "in", und die angeschlossene Impedanz sollte dann
> hochohmig sein. So jedenfalls kenne ich das.

Das sieht schon mal deutlich besser/gut aus mit deinem vorgeschlagenen 
Shuntregler.

: Bearbeitet durch User
von Mari.a (Gast)


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Hi,

an sich eine gute Idee. Allerdings habe ich dann bei einer niederohmigen 
Last eine sehr hohe Dämpfung des Signals. Und wenn ich R1 kleiner mache 
fließt mir zuviel Strom.

Aus diesem Gründ würde ich schon lieber den JFET als Serienelement 
einsetzen.

Heute Abend hab ich beim messen festgestellt, dass die positive Flanke 
beim JFET abgeschnitten wird (aber nur die Positive). Die Negative sieht 
gut aus. Woran könnte das liegen?

von voltwide (Gast)


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Mari.a schrieb:
> Aus diesem Gründ würde ich schon lieber den JFET als Serienelement
> einsetzen.

Da wirst Du nicht viel Spass mit haben.

von Helmut S. (helmuts)


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> Heute Abend hab ich beim messen festgestellt, dass die positive Flanke
beim JFET abgeschnitten wird (aber nur die Positive). Die Negative sieht
gut aus.

Je positver die Eingangsspannung wird, um so negativer wird Ugs. Damit 
wird der Fet immer hochohmiger bis er sogar ganz abschaltet.

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