Warum lierfert Spice falsche Ergebnisse?

[Tobias Deiminger]

Hallo zusammen!

Ich beschäftige mich noch nicht lange mit Spice (ngspice unter linux),
und bin jetzt auf folgendes Problem bei einer ganz einfachen
Kleinsignalanalyse gestoßen:

Iin 1 0 AC 1 0
R1 1 2 100
L1 2 0 1
..AC LIN 10 10K

Eigentlich müsste die Spannung v(2) an L1 linear ansteigen. Sie wird
aber als 0 über den ganzen Frequenzbereich geplottet.

Wenn man einen hohen Widerstand (1Meg) parallel zur Stromquelle
schaltet, steigt die Spannung v(2) im plot tatsächlich an, allerdings nicht
linear, sondern als kurve.

Wo liegen der/die Fehler? Habe gelesen, das spice komponenten für die
ac analyse linearisiert. Kann das damit zusammenhängen? Was genau ist
damit eigentlich gemeint?

MfG Tobias

 

[Helmut Sennewald]

"Tobias Deiminger" <tobias.deiminger@t-online.de> schrieb im Newsbeitrag
newsan.2005.10.31.08.27.38.937016@t-online.de...

Hallo zusammen!

Ich beschäftige mich noch nicht lange mit Spice (ngspice unter linux),
und bin jetzt auf folgendes Problem bei einer ganz einfachen
Kleinsignalanalyse gestoßen:

Iin 1 0 AC 1 0
R1 1 2 100
L1 2 0 1
.AC LIN 10 10K

Hallo Tobias,

Das .AC Kommando verlangt 3 Parameter siehe Anhang.

..AC LIN 101 1 10K

Das wäre jetzt ein Sweep von 1Hz bis 10KHz mit 101 Punkten im
Abstand von (10000-1)/100Hz.

Eigentlich müsste die Spannung v(2) an L1 linear ansteigen.
Sie wird aber als 0 über den ganzen Frequenzbereich geplottet.

Eigentlich hättest du eine Fehlermeldung wegen deinem .AC Befehl
bekommen müssen.

Wenn man einen hohen Widerstand (1Meg) parallel zur Stromquelle
schaltet, steigt die Spannung v(2) im plot tatsächlich an,
allerdings nicht linear, sondern als kurve.

Ich habe leider kein Linux und kann deshalb NGSpice nicht testen.
Mit LTspice oder PSPICE A/D(Demo-Version) funktioniert deine Schaltung.
Das Ergebnis ist exakt wie erwartet ein linearer Anstieg über der
Frequenz.
Probier mal deine Schaltung mit dem richtigen .AC-Kommando.

Wo liegen der/die Fehler? Habe gelesen, das spice komponenten für die
ac analyse linearisiert. Kann das damit zusammenhängen? Was genau ist
damit eigentlich gemeint?
MfG Tobias

Linearisiert heißt, daß bei einem nichtlinearen Bauteil die Steigung
im Arbeitspunkt als Wert genommen wird. Dazu wird zuerst Der
Arbeitspunkt wie in der .OP Analyse bestimmt.

Beispiel für eine ideale Diode die von einem Gleichstrom durchflossen
wird. Die Steigung dU/dI ist dann Vt/I mit Vt ungefähr 25mV.
Rd = 25m/1mA = 40 Ohm bei Id=1mA.
In der .AC Analyse wird die Diode somit durch einen Widerstand mit
40 Ohm ersetzt. Bei einem realen Diodenmodell wird dann noch
eine Kapazität parallel zum Widerstand berechnet.
Die Ersatzschaltung für die Diode bei .AC ist somit ein Widerstand
und ein parallel geschalteter Kondensator.
In der Schaltungsmatrix für die .AC-Analyse gibt es somit nur
noch R, L, C, ideale Strom- und Spannungs-Verstärker und
konstante Wechselspannungsquellen. Konstante Wechselspannungs-
quellen sind die Quellen mit AC, z.B dein Iin.


Probier doch mal LTspice. Du wirst begeistert sein.
LTspice ist kostenloses SPICE für Windows mit graphischem
User Interface. Es kann aber auch mit Netzlisten(.cir)
umgehen. Die Schaltung darf beliebig viele Bauteile enthalten.
Linux-Anwender können LTspice mit WINE benutzen. Siehe unten.

http://www.linear.com/designtools/softwareRegistration.jsp

Die Help-Seiten des Programms als PDF.
http://ltspice.linear.com/software/scad3.pdf

Die Yahoo user group für LTspice
http://groups.yahoo.com/group/LTspice

Gruß
Helmut


NGSPICE Helpseiten
------------------

http://newton.ex.ac.uk/teaching/CDHW/Electronics2/userguide/sec4.html#4.3.1
4.3.1 .AC: Small-Signal AC Analysis
General form:

.AC DEC ND FSTART FSTOP
.AC OCT NO FSTART FSTOP
.AC LIN NP FSTART FSTOP

Examples:

.AC DEC 10 1 10K
.AC DEC 10 1K 100MEG
.AC LIN 100 1 100HZ

DEC stands for decade variation, and ND is the number of
points per decade. OCT stands for octave variation, and NO
is the number of points per octave. LIN stands for linear
variation, and NP is the number of points. FSTART is the
starting frequency, and FSTOP is the final frequency. If
this line is included in the input file, SPICE performs an
AC analysis of the circuit over the specified frequency
range. Note that in order for this analysis to be meaningful,
at least one independent source must have been specified
with an ac value.



LTspice
-------

Hier die Anleitung für Linux aus der FAQ von dem oben
erwähntem PDF-Manual. Ich habe gestern auf der Hobby
Elektronik einen Linux-Profi gebeten doch mal LTspice
herunterzuladen und zu installieren. Es lief mit der
aktuellen(..05) Wine-Version.

---
Running LTspice Under Linux

Do you have a Linux version of this program?

Not a separate edition, but it does run under WINE. The program has been
tested on Linux RedHat 8.0 with WINE version 20030219, RedHat 9.0 with WINE
20040716, and SuSE 9.1 with 20040716.

OK, I've never used WINE, how do I install this?

Check with http://www.winehq.com to find the current version of WINE for
your system. At the time of this writing, for RedHat 8.0, this pointed to
http://mecano.gme.usherb.ca/~vberon/wine

Copy the appropriate .rpm file to your machine and open it from nautilus.
Get the file swcadiii.exe from http://www.linear.com/software. In an xterm,
execute "wine swcadiii.exe" to install LTspice.
There will now be a Linear Technology Logo on your gnome desktop. Double
click it to start or type "wine scad3.exe" from an xterm to start the
program.

The schematic fonts don't scale as smoothly under WINE as Windows. Why is
that?

WINE is doing the best it can with the fonts it finds. It will do better if
you tell it how to find the files arial.ttf and cour.ttf from your Windows
system.

The PWL additional point editor doesn't look right under WINE?

Try using the native Windows .dll from your Windows system. The command
line to then invoke LTspice from WINE is wine -dll commctrl,comctl32=n
scad3.exe.

It seems LTspice is running slightly differently under WINE/Linux than
windows. Why is that?

LTspice detects whether or not it's running under WINE. If so, it works
around a few WINE issues. You can force LTspice to think it's running under
WINE with the command line switch -wine. You can force it to think it's not
with the command line switch -nowine in case you're interesting in working
on WINE issues.
---

 

[Tobias Deiminger]

Danke für die links und Infos!

Das .AC Kommando verlangt 3 Parameter siehe Anhang.
.AC LIN 101 1 10K

Stimmt, habe ich nur hier im Post vergessen, aber in der spice-datei
wars schon richtig...

Probier doch mal LTspice. Du wirst begeistert sein.

Habe ich soeben probiert, läuft problemlos mit wine. Damit funktioniert
meine Schaltung auch so wie sie soll. Habe dann die Netzliste von ltspice
genommen und mit ng-spice laufen lassen, und da waren sie wieder, die 0
Volt. Sehr seltsam...???

Vielleicht kann das jemand mal mit ng-spice nachvollziehen?