Hallo, ich würde gerne die optimalen Werte für meine Kondensatoren und Spulen jeweils für einen Hochpass und Tiefpass ermitteln. In meiner Schaltung sollen 9-10V über eine SMA Buchse eingespeist werden, diese überträgt jedoch auch ein RF-Signal. Deswegen benötige ich einmal einen Tiefpassfilter für die Spannungseinspeisung und einmal einen Hochpassfilter für die RF-Signale. Ich habe versucht dies mithilfe von LT-Spice zu bewerkstelligen, allerdings bin ich mir auch noch nach zahlreichen Tutorials etwas unsicher. Im Anhang befindet sich meine Schaltung und die Simulation. (Erstmal für den Tiefpassfilter, PI-Network) Bei der Spannungsquelle habe ich bei "Small signal AC analysis" bei "AC Amplitude" "10" Volt eingegeben (da 10 volt später an meine realle Schaltung angelegt werden soll). Bei "Edit Simulation Cmd" habe ich noch bei "AC Analysis" die Einstellungen vorgenommen, die auf dem Bild im Anhang erkennbar sind (octave, points per octave= 100, start frequency= 1Hz, end frequency= 200MEG). Das ganze soll in SMD gefertigt werden, also sollte es die Bauteilgrößen auch in SMD größe geben. Ich habe mit den Werten der Spule und den Kondensatoren rumgespielt, jedoch bin ich mir unsicher, ab welchem Frequenzbereich ich z.B anfangen soll die RF-Spannungen zu Blocken für meine DC-Spannung. (Tiefpass) Kann mir jemand einen Hinweis geben? (Für DC so ab 1kHz anfangen zu blocken??) Bin ich auf dem richtigen Weg? Was nimmt ihr für typische Anfangswerte, um mit der Simulation anzufangen? Wäre euch echt sehr dankbar für etwas Hilfe! :) Vielen Dank schon mal im Voraus! Beste Grüße, Henry.
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Henry D. schrieb: > Bei der Spannungsquelle habe ich bei "Small signal AC analysis" bei "AC > Amplitude" "10" Volt eingegeben (da 10 volt später an meine realle > Schaltung angelegt werden soll). Für eine klassische AC Analyse setzt du die Spannung auf AC 1V, da du sonst nochmals durch diese Spannung dividieren müsstest. Das machst du ja aber nicht, wie man an deiner Spannung V(n002) erkennen kann. Später für eine genauere Funktion kannst du durchaus wieder AC 10V eingeben. Nur eben für deine Übertragungsfunktion ist es so sehr viel einfacher. So hast du jetzt schon bei "DC" eine Verstärkung von ungefähr 20dB, wo sollen die herkommen? ;-)
Du machst den Kardinalfehler vieler Simulanten: Eine Quelle ohne Innenwiderstand gibt’s in der Realität nicht, beeinflusst aber das Ergebnis sehr stark. Üblicherweise wird ein Filter (auf der anderen Seite) auch belastet. Auch dies ist nicht ohne Rückwirkung. Zugegeben, die ermittelten Kurven sind dann nicht mehr so schön Lehrbuchmäßig...
Hallo, ok, vielen dank für eure Antworten und die ersten Zurechtweisungen! ;) Ich habe jetzt die Simulation mit 1V durchgeführt, das Ergebnis bleibt gleich, bis auf dass ich keine Verstärkung mehr habe (statt 20db, 0 db). Vielen Dank! Wie würde ich jetzt am besten den Innenwiderstand der Quelle ermitteln und in Spice einstellen (einstellen wohl mit "series resistance"?)? Die gleiche Frage ebenfalls für den Lastwiederstand, den man hinten dranhängen sollte? (muss ich da in meine datasheets blicken oder wie kann ich das am genauesten herausfinden?) Wenn ich die SMA-Buchse für die Spannungsversorgung nutze und dementsprechend nur DC durclassen möchte (tiefpass), ab welcher Hz Frequenz sollte ich denn am besten das blocken anfangen? Danke euch schon mal, tue mir grade etwas schwer, also entschuldigt mir bitte die Fragerei :) Danke euch!
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Hallo, du solltest erstmal nachdenken, was dein Filter leisten soll. Spice ist ein Testwerkzeug, kein Designtool. Eine DC Trennung braucht eine Induktivität, durch die der DC hindurchfliesst, die aber eine grosse Impedanz für die Wechselanteile hat. Leider ist im Posting kene weitere Angabe zu Frequenzen enthalten. Ähnliches gilt auch für die RF. Zwar reicht hier ein C aus, um die Gleichstromtrennung vorzunehmen, aber dieser muss auf die Frequenzen abgestimmt werden. Ein Pifilter ist also nicht erforderlich. Grüsse Robert
Versuch mal abzuschätzen, welchen Innenwiderstand deine Spannungsquelle hat, ca. 1 Ohm? Und wieviel Ohm hat der Verbraucher, in der Regel werden dort Blockkondensatoren eingebaut. Um das richtig zu simulieren benötigst du den HF-Pfad und den DC-Pfad jeweils mit Impedanzen. Dann kannst du versuchen, sie durch eine entsprechende Beschaltung voneinander zu trennen. Falls noch nicht bekannt, schau dir mal den AADE Filter Designer an. http://www.aade.com/filter.htm
Hallo, danke für die Antwort! :) Das mit den DC-Frequenzen ist gerade mein Problem. Die sollen ja der Spannungsversorgung dienen, ich weis aber nicht, ab welcher Frequenz ich anfangen soll hier zu blockieren. Bezüglich RF-Signalen, 860-870MHz sollen passieren beim Hochpass. Würde das gerne ermitteln mittels Spice-Simulation, hänge aber jetzt auch noch an den Widerständen (Wie bereits im Thread erwähnt, sollte ich noch eine Last hinten an den Filter hängen und die Spannungsquelle belasten, mir ist jedoch nicht klar wie ich das mache...) Wäre echt hammer dankbar für jede Hilfe, auch Links zu externen Quellen oder Tuts wären goldwert! :) @B e r n d W: Die Schaltung besteht aus einigen Bauteilen (es hängt nicht nur ein Verbraucher dran, deswegen bin ich etwas verwirrt, wie ich hier am besten vorgehen soll um diese Werte zu ermitteln :/) Werde mir auch das tool mal anschauen, danke! :)
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Henry D. schrieb: > Das mit den DC-Frequenzen ist gerade mein Problem. > Die sollen ja der Spannungsversorgung dienen, ich weis aber > nicht, ab welcher Frequenz ich anfangen soll hier zu blockieren. > > Bezüglich RF-Signalen, 860-870MHz sollen passieren beim Hochpass. Meine Güte. Warum machen immer alle Anfänger denselben Fehler? Bitte wirf uns nicht kopfüber in Dein Problem, sondern erkläre zunächst mit kurzen, klaren Sätzen, welche Aufgabe Du lösen möchtest. Dann kannst Du noch, wenn Du möchtest, zwei, drei Sätze zu Deinem bisherigen Lösungsansatz sagen. > Würde das gerne ermitteln mittels Spice-Simulation, hänge aber > jetzt auch noch an den Widerständen (Wie bereits im Thread > erwähnt, sollte ich noch eine Last hinten an den Filter hängen > und die Spannungsquelle belasten, mir ist jedoch nicht klar wie > ich das mache...) Ich rate aus diesen diffusen Worten, dass Du eine HF-Schaltung über das Signalkabel speisen möchtest und dazu einen Diplexer suchst - aber ich bin im Rätselraten eine Niete, und meine Glaskugel ist zwecks Politur beim Optiker...
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Ich vermute mal, Henry sucht nach einer Fernspeisung. Damit können z.B. Antennenverstärker direkt an der Antenne versorgt werden.
Hallo, ein antennenmutiplexer mit mehreren antennen habe ich hier liegen. Die SMA buchsen für die antennen sollen hier jetzt nicht beachtet werden. Nur die zusätzliche SMA buchse, die für den mutiplex Ausgang gedacht ist UND gleichzeitig für die Spannungseinspeisung. Diese SMA buchse ist also einmal der Ausgang des Antennenmutiplexers und einmal der Spannungseingang, für die Versorgungsspannung. Also brauche ich jetzt 2 filter, einmal einen Tiefpass, der die hohen Frequenzen herausfiltert, um ein sauberes DC signal zu erzeugen und meine Bauteile mit DC spannung zu versorgen. Dann brauche ich auf der anderen Seite jedoch noch einen Hochpassfilter, für die RF-Signale, um die DC-Signale rauszufiltern. Diese "sauberen" RF-Signale werden dann an den mutiplex ausgang geschickt. Das ist grob mein Szenario ;) Ich möchte jetzt lernen, wie ich meine filter entsprechend dimensionieren kann, indem ich das in LT-Spice simuliere. Dazu bräuchte ich eure Hilfe, da ich im umgang mit Spice total der Neuling bin (und auch allgemein auf diesem gebiet). Wäre euch also seehr dankbar, wenn ihr mir helfen würdet und tipps geben, was zu beachten ist. (z.B die last entsprechend mitmodellieren, da sont ergebnis sehr verzerrt.) Danke euch schon mal im voraus!
Hallo, auf beiden Seiten wird ein Tiefpass benötigt für die DC-Versorgung und jeweils ein Hochpass für das Signal. Die Filtercharakteristik bzw. Bauteildimensionierung muss zur Impedanz passen, da sonst der Durchlassbereich für das Signal Welligkeiten oder Dämpfung aufweist. Die Drosseln für den Tiefpass müssen auch für das HF-Signal geeignet sein, um nicht als Kurzschluss für das Signal zu wirken. Drosseln haben stets parasitäre Kapazitäten durch die parallel liegenden Drähte der Wicklung. Dies verursacht eine Eigenresonanz, oberhalb dieser Resoanz verhält sich die Drossel kapazitiv. Eventuell kann man eine kleine und eine große Induktivität in Reihe schalten. Hier macht es durchaus Sinn, in den Datenblättern dieser Bauteile nachzuschlagen, um aus der Eigenresonanz die parasitäre Kapazität zu berechnen und in die Simulation mit einfließen zu lassen. Das selbe gilt für die reale Kondensatoren, welche auch ein ESR und eine parasitäre Induktivität beinhalten. Alleine durch 1 cm Anschlussleitung entsteht schon eine Induktivität von 5-10 nH. Um die HF ausreichend zu filtern, werden deshalb oft 2-3 Kondensatoren parallelgeschaltet. Für die DC-Versorgung kommt es noch auf den Drahtwiderstand an, denn auf der Übertragungsstrecke kann schon mal 1V verloren gehen und ungeeignete Drosseln mit > 1mH können durchaus mit >100 Ohm Drahtwiderstand daherkommen. Eigentlich hat dies nichts mit der Simulation an sich zu tun, sondern mit Schaltungstechnik. Ist die Schaltung bekannt, kann sie in der Regel auch simuliert werden. Die Simulation sagt Dir nicht, wie Du dimensionieren sollst, sondern nur, ob die Dimensionierung funktioniert und wie gut. Gruß, Bernd
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OK, vielen dank für die informative antwort. Klingt erstmal gar nicht so unkompliziert eine realitätsgetreue simulation zu erstellen. Kennt jemand tutorials/websites/videos/bücher zu diesem thema? Natürlich auch gerne in verbindung mit spice.
So kompliziert auch wieder nicht. Man erstellt einen RC Hochpass für 50 Ohm und 200...500MHz. Bei der -3dB Grenzfrequenz gilt Xc = R = 50 Ohm. z.B. Xc = 1 / 2 Pi 500 MHz = xx pF Bauteilewerte werden auf handelsübliche Größen gerundet. Den Hochpass kann man schon mal simulieren. Einfach mal schauen, ist er steil genug, gibt es eine Durchlassdämpfung, sollte die Grenzfrequenz doch besser auf 200 MHz verschoben werden...
Henry D. schrieb: > Kennt jemand tutorials/websites/videos/bücher zu diesem thema? > Natürlich auch gerne in verbindung mit spice. Hier auf www.mikrocontroller.net gibt es u.a. Infos und Links zu LTspice: https://www.mikrocontroller.net/articles/Schaltungssimulation#LTspice.2FSwitcherCAD Ein Tutorial zu LTspice gibt es z.B. von Gunthard Kraus: http://www.gunthard-kraus.de/LTSwitcherCAD/index_LTSwitcherCAD.html
LC-Filter erstellt und simuliert man am einfachsten mit dem AADE Filterdesigner. http://www.aade.com/filter.htm
Wenn'e schnell gehen soll, nehme ich gerne "Elsie". Die kostenlose Studentenversion ist zwar in der Zahl der LC-Elemente limitiert, reicht aber praktisch immer aus. Elsie generiert neben S-Parameterlisten (s2p, s1p) auch Spice-Listen (für LTSpice: .ASC, .ASY, Spice basic: .CIR, .SUB). Der Link: www.TonneSoftware.com Da gibt es noch mehr für den Amateur sehr interessante Programme.
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