Spice-Simulation für Ratiodetektor?

[Bosk Veld]

Hallo,

ich möchte mal einen Ratiodetektor auf dem PC "virtuell untersuchen".
Hat jemand eine PSpice- oder LTspice-Simulation für einen Ratiodetektor oder kennt eine Quelle im WWW?

Gruß, Frank

[Bosk Veld]

Hallo nochmal,

kennt sich jemand mit LTspice aus? (Oder kennt jemand jemanden, der jemanden kennt, der sich auskennt?)
Ich habe ein Ratiofilter zusammengesetzt - so weit, so gut, aber ich bekomme die unterschiedlichen Koppelfaktoren zwischen den verschiedenen Wicklungen nicht richtig hin und bräuchte Hilfe.

Gruß, Frank

[Vagabund]

Ich würde erstmal soweit kommen wollen, überhaupt einen Ratiodetektor zu verstehen, geschweige denn in LTSpice überhaupt was hinzukriegen.

Also Frank, Du bist schon um einiges heller als ich.

Grüße an "Frau von Bosk Veld"

[oldeurope]

Hallo nochmal,

kennt sich jemand mit LTspice aus? (Oder kennt jemand jemanden, der jemanden kennt, der sich auskennt?)


Gruß, Frank

Der Rumgucker von den Schlaglichtern ist da sehr kompetent.
Schreibe ihn doch mal an.

**********************

Ich habe ein Ratiofilter zusammengesetzt - so weit, so gut, aber ich bekomme die unterschiedlichen Koppelfaktoren zwischen den verschiedenen Wicklungen nicht richtig hin und bräuchte Hilfe.

Gruß, Frank

Die Kopplung zwischen dem Anodenkreis und seiner Sekundärwicklung
so fest wie möglich.
Die Kopplung zwischen Anoden und Diodenkreis so, dass beim Wobbeln
die gesamte Filterbandbreite im linearen Bereich der S-Kurve liegt.

Ich mache das immer so, dass ich eine Spule verschieben kann.
Wenn man den Abstand hat, kann man sie befestigen.

Moderator: Der Link wurde gesperrt weil unerwünscht!!! Herbert

[Bosk Veld]

@Philipp
Danke, sowas hört man gerne . Es hat bei mir jedoch nicht viel mit Helligkeit zu tun. Früher war ich mal auf einer Berufsfachschule für Elektrotechnik, da kam das Thema mal dran. Weil es schon so lange her ist, will ich es mal wieder auffrischen. Und es ist eine gute Übung für LTspice.
Grüße von uns auch an Deine Frau!

@oldeurope
Schön, daß Du das Bild gepostet hast!
Ich nehme an, die Anodenwicklung ist die linke, und ihre Sekundärwicklung ist auf der rechten Hälfte der Anodenwicklung. Würde sich etwas Grundsätzliches ändern, wenn die Sekundärwicklung auf der linken Hälfte wäre?

Es sind ja 4 Spulen, die unterschiedlich miteinander gekoppelt sind. Bei LTspice hatte ich beim Übertragermodell etwas nicht verstanden und die Kopplungen und zwei Induktivitäten falsch eingetragen. Ist jetzt geklärt.
Wenn ich was Vorzeigbares habe, werde ich es hier posten.

Gruß, Frank

[oldeurope]

@oldeurope
Schön, daß Du das Bild gepostet hast!

Gruß, Frank

http://ukw_projekt,blogspot,de/2007/10/ein_paar_worte_zum_ratiodetektor,html

Mach schnell, bevor der Link gesperrt wird.

@oldeurope
Schön, daß Du das Bild gepostet hast!
Ich nehme an, die Anodenwicklung ist die linke, und ihre Sekundärwicklung ist auf der rechten Hälfte der Anodenwicklung. Würde sich etwas Grundsätzliches ändern, wenn die Sekundärwicklung auf der linken Hälfte wäre?

Gruß, Frank

Grundsätzliche Änderung in der Simu wohl kaum, praktisch ja.
Man wickelt vom kalten Ende her, sonnst baut man sich einen
Kondensator von der Anodenwicklung zu der Sekundärwicklung.
Folglich schaut auch das kalte Ende (d.h. das Ende ohne Hochfrequenz) in
Richtung der Diodenspule.

@oldeurope

Es sind ja 4 Spulen, die unterschiedlich miteinander gekoppelt sind.

Gruß, Frank

Sehe ich nicht so. Für mich sind das zwei Kreise, (wobei der Anodenkreis
nicht als (Schwing-) Kreis ausgeführt werden muß).
Anodenseite und Diodenkreis koppeln magnetisch
aufeinander. Der Mittelpunkt des zweiten Kreises bekommt
Signal in Phase von der Anodenseite. (Wie auch immer, Spule ist dafür
nicht zwingend nötig). Damit floatet (schwimmt) der Diodenkreis auf dem
Signal des Anodenkreises in Phase.
Mechanisches Analog wäre ein gekoppeltes, schwimmendes Pendel.

Ganz im Gegensatz dazu Travis, wo die Diodenkreise nicht aufeinander
koppeln. Da sind es wirklich zwei separate (Schwing-) Kreise auf der Diodenseite.

[Schlappmacher]

Aloha aus dem Süden,

recht interessantes Thema!

Zum Thema "magnetische Kopplung und Tranformatoren in SPICE": Ich fand' seinerzeit den Artikel hier recht nützlich:
http://www.beigebag.com/case_xfrmer_1.htm Das geht deutlich über die zahlreichen, eher simplen Tutorials hinaus.

Viel Erfolg,

Der Schlappmacher

[Bosk Veld]

Geschafft!
Ich habe jetzt einen Ratiodetektor so einigermaßen hinbekommen, bereite das noch etwas auf und poste es dann.

Es sind ja 4 Spulen, die unterschiedlich miteinander gekoppelt sind.

Sehe ich nicht so. Für mich sind das zwei Kreise, ...

Für LTspice nicht, da werden diese Kreise durch 4 Spulen mit Koppelfaktoren realisiert: eine für den Primärkreis, eine für den Sekundärkreis und zwei für den Kreis mit Mittelanzapfung. Das funktioniert auch, man muß aber für jedes mögliche Spulenpaar den Koppelfaktor angeben, also insgesamt 6 .

Damit floatet (schwimmt) der Diodenkreis auf dem Signal des Anodenkreises in Phase. Mechanisches Analog wäre ein gekoppeltes, schwimmendes Pendel.

Äh, das muß ich erst mal auf mich wirken lassen ... .

http://www.beigebag.com/case_xfrmer_1.htm Das geht deutlich über die zahlreichen, eher simplen Tutorials hinaus.

Das kann man wohl sagen , danke für den Link.

Gruß, Frank

[oldeurope]

Geschafft!
Ich habe jetzt einen Ratiodetektor so einigermaßen hinbekommen, bereite das noch etwas auf und poste es dann.
Für LTspice nicht, da werden diese Kreise durch 4 Spulen mit Koppelfaktoren realisiert: eine für den Primärkreis, eine für den Sekundärkreis und zwei für den Kreis mit Mittelanzapfung. Das funktioniert auch, man muß aber für jedes mögliche Spulenpaar den Koppelfaktor angeben, also insgesamt 6 .

Gruß, Frank

Okidoki, da kann ich nicht mitreden.
Das Team um Rumgucker im gesperrten link, dass sind absolute
Spezialisten in diesem Bereich, hatten auch eine Zeit lang mit
dem leider vor kurzem verstorbenen Gerd aus der Röhrenbude
zusammengearbeitet der für sein Spezialwissen über Induktivitäten
bekannt war.

Habe momentan Stress mit einem Moderator hier bezüglich des Hyperlinks.
Werde mir aber auch nach meiner Sperrung morgen Nachmittag Deine
Simulationsergebnisse gerne ansehen.

Viel Erfolg wünscht Dir Darius

[BugleBoy]

@ Darius.

Wenn Darius das hier öffentlich möchte, sehe ich da kein Problem drin.

Schlaglichter von Rumgucker ist aus gutem Grund unerwünscht, da genau begreifst du ned(oder will nicht), warum ich und Herby meine dass wir ihm entfernen müsste. Dann führst du Hetze gegen uns.
Wir beide Moderator gebe dir Chance zum angenehme Zusammenleben, aber das willst du nicht.
Aus Mücke zum Elefant geworden, nur weil Rettigsmerb Link entfernt hat.

Bevor es Eskalation grösser wird, ist Darius/Oldeurope gesperrt

Ohne Gruss
Matt

@ Frank, Glückwünsch, auch wenn ich mir lieber Lötkolben aufheizen anstatt Simulation durchführen.

Grüss
Matt

[Bosk Veld]

So, hier ist die Schaltung. (Ganz ohne Lötkolben, Matt )



Sie bildet den Ratiodetektor schon ziemlich gut ab, allerdings ist die S-Kurve etwas verschoben. Den Filter muß ich wohl noch "abgleichen" .
Falls die eingesetzten Bauteilwerte stark von typischen Werten abweichen bitte Bescheid sagen!

Im Kästchen ganz links ist die Signalquelle. Kern ist eine Rechenschaltung, die einen Wobbeldurchlauf von 10,2 .. 11,2 MHz innerhalb von 50 ms liefert. Das ist so langsam, daß man den Ratioelko drinlassen kann.
An dieser Stelle säße in Realität eine Röhre, zB. EF89. Sie wird hier durch eine Spannungsquelle mit einigen hundert Volt und einem Ri von 200kOhm ersetzt.
Man kann auch Röhren simulieren, Modelle dazu gibt es zB. auf http://www.duncanamps.com/spicevalvesp.html . So eine Simulation dauert aber wesentlich länger. Außerdem lassen sich die interessanten Parameter wie z.B. Impedanz oder Ausgangsspannung wesentlich gezielter verändern, wenn man stattdessen eine einfache Signalquelle verwendet.

In der Mitte befindet sich der Ratiofilter. Beide Kreise sind auf genau 10,7 MHz abgestimmt, deshalb sind die Induktivitäten auch so genau angegeben. Die Bandbreite ist gut 200kHz.
Der Rest ist Standard.

Über dem Ratiofilter ist ein Textblock mit 6 Zeilen mit den Koppelfaktoren aller Spulen untereinander. Daran erkennt man, das L1/L3 und L2/L4 jeweils auf einem gemeinsamen Kern sitzen (Koppelfaktor 1). Die Kopplung zwischen L1/L3 und L2/L4 ist dagegen lose (Koppelfaktor 0,013).
Die Textzeilen unten links sind sogenannte Spice-Direktiven, also Anweisungen, wie simuliert werden soll: Darstellung über der Zeitachse für 50ms, Daten für die Germanium-Dioden und Voreinstellungen für bestimmte Spannungen, damit sich zum Start der Simulation nicht noch Kondensatoren großartig aufladen müssen.

Hier sind einige Simulationsergebnisse:


Frequenzgang


S-Kurve
Sieht ganz gut aus, ist allerdings nach oben verschoben. Warum?


1kHz Sinus und Dreieck
Um einen linearen Bereich innerhalb der verschobenen S-Kurve zu treffen, mußte ich die Mittenfrequenz um 150kHz erhöhen.

Für LTspice-User, die die Simulation mal ausprobieren wollen (LTspice ist kostenlos), hier die Datei.

Gruß, Frank

[Bosk Veld]

Ja Jungs, ich warte auf Antworten!

1. Sind die eingesetzten Bauteilewerte realistisch? (Die Spulen haben übrigens einen Kupferwiderstand von 1,5 und 3 Ohm.)
2. Warum ist die S-Kurve nach oben verschoben?
3. Benutzt hier überhaupt jemand Simulationsprogramme für elektronische Schaltungen?
4. Unabhängig von der Simulation: Ist das Thema grundsätzlich interessant?

Schaltungssimulation kann sehr hilfreich und auch spannend sein, wenn man eine Schaltung richtig verstehen will. Denn im Gegensatz zum "Löten" lassen sich hier sehr einfach alle möglichen Parameter ändern, ohne teure Bauteile, Lieferprobleme und die Gefahr, Bauteile zu zerstören oder einen gewischt zu kriegen. Übrigens muß man auch den Arbeitsplatz nicht aufräumen .

zB. erkenne ich dadurch endlich, warum für das Einstellen der Mittenfrequenz der Kern des Sekundärkreises rausgedreht werden muß - einfach, indem ich mir die Durchlaßkurven bei verschiedenen Koppelfaktoren angesehen habe.

Alles bekommt man mit Simulation natürlich auch nicht hin. An bestimmten Stellen muß man einfach abstrahieren; das hilft dann dabei, sich auf das Wesentliche zu konzentrieren. Simulation ist nur ein Hilfsmittel, sie ersetzt den praktischen Aufbau nicht.
Schon Konfusius sagte: "Nur gelötete Dinge sind reale Dinge."

Gruß, Frank

[Schlappmacher]

Hallo Frank,

Danke für die Simulations-Datei! Schön, dass Deine Ergebnisse schon recht gut passen - das finde ich prima, dass die Simulationen mit den Kopplungsfaktoren für die "lose Kopplung" schon gut hinhauen.

Zu den Rückfragen kann ich leider nichts beitragen. Ich weiss grad', wie so ein Detektor funktionieren sollte; alles darüber hinaus überlasse ich den Experten.

Und ja, ich nutze recht häufig eine Simulation als Hilfsmittel, vor allem LTspice IV.

Weiterhin Viel Spass,

Der Schlappmacher

[Bosk Veld]

Zu meiner Frage 2:
Die S-Kurve kann durch eine kleine Änderung des Sekundärkreis-Kondensators in die Mitte gerückt werden, ohne daß sich die Mittenfrequenz merkbar verändert. Ich habe die Simulationsdatei entsprechend aktualisiert.

Zu 3 und 4:
Schlappmacher, danke für Deine Rückmeldung!

Noch was zu den Dioden: Es steht zwar OA91 dran, aber eigentlich sind es fast ideale Bauteile, durch die Spice-Direktive im Schaltplan:

Code: Alles auswählen

.model OA91 D(Ron=1 Roff=1meg Vfwd=.35)

d.h. OA91 ist eine Diode, deren Durchlaßwiderstand 1 Ohm, Widerstand in Sperrrichtung 1 MOhm und Durchlaßspannung 0,35 V sind. Nimmt man hier ein richtiges Diodenmodell, dann kommt man auf eine Bandbreite von mindestens 500 kHz, das ist viel zu groß. Um mir langes Experimentieren mit Induktivitäten, Kapazitäten, Koppelfaktoren und Schaltungsänderungen zu ersparen, lasse ich jetzt die Dioden wie sie sind. Die Simulation eignet sich ganz gut als Untersuchungsobjekt; Ziel erreicht.

Falls jemand mit LTspice an dieser Schaltung herumbasteln will und/oder verschiedene Frequenz-, Phasen- und Zeitdiagramme darstellen möchte bitte Bescheid sagen, ich helfe gerne. Ansonsten war's das erstmal von meiner Seite.

Gruß, Frank

[Martin]

J1. Sind die eingesetzten Bauteilewerte realistisch? (Die Spulen haben übrigens einen Kupferwiderstand von 1,5 und 3 Ohm.)

Der Kupferwiderstand ist imho = Wurst

Interressant ist aber die Kreisgüte und die Bandbreite über alles.
Das Ganze ist immer ein Zusammenspiel mit der Röhre die druntersitzt!
Die hat einen eigenen Innenwiderstand, je nach Röhre so oder so, und der arbeitet gegen den Resonanzwiderstand deines Kreises. Zudem bietet die Röhre auchnoch einige pF Kapazität die du dem Kreis-C zurechnen kannst um geradezukommen.
Daher sind die Kreis-C häufig in der Praxis kleiner als sie eigentlich sein müßten.

Bei einem gut gebauten Ratio ist die Bandbreite meist schon etwas zu gering, so muß er mit einem Parallelwiderstand etwas bedämpft werden, da kommen Werte zwischen 20 und 47k in Frage, je nachdem was die Kurve möchte.

Man könnte die geringere Güte natürlich auch erreichen indem man vom Ideal abweicht, also weniger L II mehr C. Das ist aber unüblich ! Der zusätzliche R ist weit verbreitet.

Als Faktor unberechnet gibts zuletzt noch die Spulengröße, dicke Kreise erreichen bei gleichen Werten höhere Güten als Minispulen. Das zu simulieren sollte allerdings schwerfallen

lG Martin