Koax-Kabel in Spice?

[Bastih84]

Hat jemand von euch Erfahrung mit der Simulation eines Koax-Kabels in Spice?

Ich habe folgendes Problem, ich verwende die Beläge (R, L, C) aus dem Datenblatt und bekomme eine Grenzfrequenz von nur einigen MHz.

Es soll ein Belden RG-59 (Typ: 579945) simuliert werden, es hat folgende Werte (aus dem Datenblatt) C=16,9pF/ft; L=0,109uH/ft; R=36,6R/1000ft;

Ich habe ein Ersatzschaltbild einer verlustbehafteten Leitung angenommen, also ein VAC (das ich den Frequenzgang am Ende sehen kann) ein R und eine L in Reihe, parallel dazu ein C.

Wenn ich nur ein Glied simuliere, bekomme ich schon eine Grenzfrequenz von nur einigen MHz.

Vielleicht kann mir ja einer von euch weiterhelfen.

[Jakob L.]

Hallo,

die Leitung kannst du nicht einfach über Widerstände, Kondensatoren und Induktivitäten simulieren. Es gibt aber eine Möglichkeit, wie man eine solche Leitung direkt in Spice simulieren kann:

http://newton.ex.ac.uk/teaching/CDHW/Electronics2/userguide/sec3.html#3.3

Gruss
Jakob

[Bastih84]

Hat jemand eine Idee, wie ich ein Kabelmodell bzw. eine Ersatzschaltung erstelle und damit auch eine AC-Analyse machen kann, alle Modelle die ich gefunden habe, sind nur für eine Transient-Analyse geeignet.

[waste]

Es gibt doch das Modell für Lossy Transmission Lines (LTRA), da kannst du L, C, R und Länge eingeben. Damit geht auch eine AC-Analyse, zumindest bei LTspice.

Gruß Waste

[Bastih84]

Wie binde ich eine Library in LTSpice ein?

In welcher Lib. ist das Model LTRA drinnen? vielleicht komme ich dann auch mit microsim pspice weiter.

Danke

[waste]

Dazu braucht es keine Library. Das ist als Bauteil schon in der Standardinstallation dabei. Bei PSpice heißt es TLOSSY, glaube ich. Man braucht nur noch eine Modell Definition für die Parameter, wie z.B.:
.model MyLossyTline LTRA(len=1 R=10 L=1u C=10n)
Für PSpice müsste es in etwa so heißen:
.model <name> TLOSSY (len=1 R=10 L=1u C=10n)

Allerdings simuliert das noch nicht die frequenzabhängigen Verluste, wie Skineffekt und dielektrischen Verluste eines Koaxkabels. Das sollte dir bewusst sein.

Gruß Waste

[Bastih84]

In Pspice habe ich Tlossy schon versucht, hier habe ich allerdings ab ca. 100MHz Schwingungen und Verluste gibt es keine, ich habe con 10Hz bis 1Thz immer die selbe Amplitude bei der AC-Analyse.

Vielleicht hat jemand ja noch einen Tip für mich, ich binmit meinem Wissen am Ende.

[waste]

Die Schwingung ist die Welligkeit im Frequenzgang, verursacht durch Fehlanpassung (Reflexion) der Leitung.

Ein Blick in das PSpice Reference Manual zeigt eine Möglichkeit zur Simulation der frequenzabhängigen Verluste: "In addition, you can make R and G general Laplace expressions. This allows frequency dependent effects to be modeled, such as skin effect and dielectric loss."
Man kann also in PSpice R und G mit einem Laplace-Ausdruck einsetzen, die die Frequenzabhängigkeit beschreiben.

Waste

[Bastih84]

Da muss ich jetzt mal fragen, wie mache ich das?

So weit reicht mein Wissen in Spice nicht, vielleicht kann mir ja jemand hilfreich sein.

Ich brauche das Frequenzverhalten zur Entwicklung eines Vorverzerrers, also interessieren mich hauptsächlich die Dielektrischen Verluste.

Danke

[waste]

Geht es nur um das Frequenzverhalten, dann gibt es wahrscheinlich einfachere Methoden. Sollen aber Laufzeit und Reflexionen mit berücksichtigt werden, dann muss man wohl bei den Leitungen bleiben.

Was soll es denn genau werden?

[Bastih84]

Mich Interessieren nur die Verluste, also nur das Frequenzverhalten, Lafzeit und Reflektionen interessieren mich nicht.

Ich will im Prinzip nur die Verluste, die im Datenblatt des Kabels aufgeführt sind simulieren, also die dB/100m, sonst nichts.

[waste]

Das geht sehr einfach mit einer Voltage-Controlled Voltage Source (E-Source). Da kann man einen Frequenzgang mit einer Tabelle eingeben. Für einen einfachen Tiefpass mit 2MHz Grenzfrequenz würde das in LTspice so aussehen:
Elowpass out 0 FREQ {V(in,0)}=
+(1e3, 0, 0)
+(1e6, -0.98, -27)
+(2e6, -3, -45.2)
+(5e6, -8.64, -68.3)
+(10e6, -14.2, -78.7)
Die Angaben in den Klammer sind die Stützwerte (freq, dB, degree). Das sollte auch in PSpice funktionieren.

[Bastih84]

Eine eigene Spannungsquelle erstellen, wäre nicht schlecht, allerdings wäre mir ein eigenes Modell lieber, das könnte ich einfacher weiterverarbeiten, nur habe ich keine Ahnung wie man sowas anstellt, ist das mit Hilfe des table Modells möglich? wenn ja wie?

Was gibt es noch für möglichkeiten ein Modell zu erstellen, am besten wäre natürlich eines, wo ich z.B. anstelle eines Widerstandswertes beim Widerstand die Länge der Strecke eingeben könnte, vielleicht gibts ja eine einfache Möglichkeit, wäre toll, wenn jemand evtl. einen kurzen Bericht oder ähnliches über das Erstellen eines Modells hätte, oder wenn mir es jemand erklärt, vielleicht ist es ja kein großer Aufwand

Danke schonmal

[waste]

Das ist nicht die Spannungsquelle für die Gesamtsimulation, sondern eine eigene Quelle, die nur das Kabel oder einen Tiefpass oder was auch immer modelliert. Ich habe mal ein Bild angehängt wie es in LTspice aussieht. Da braucht man nur 2 Knoten erstellen, in meinem Fall "in" und "out", dazwischen wird mit der E-Source der Frequenzgang (in meinem Fall ein 2MHz Tiefpass) modelliert. Die Knoten "in" und "out" müssen als Ein- und Ausgang in der E-Source bezeichnet werden. In LTspice wird die E-Source einfach als SPICE-Direktive in das Schaltbild eingefügt. Wie das in Pspice geht, weiß ich nicht, musst halt im Manual nachschauen.

Gruß Waste

[Bastih84]

Das hat schonmal geklappt, aber wie bekomme ich eine Library von Pspice eingebunden? Also eine *.lib?

Gibts eine Möglichkeit, vor die dBs noch einen Faktor zu setzen, sodass ich mit einer Zahl alle dB-Werte multipliziere?

Sowas wie:

Länge=100
Elowpass out 0 FREQ {V(in,0)}=
+(1e3, Länge*0, 0)
+(1e6, Länge*-0.98, -27)
+(2e6, Länge*-3, -45.2)
+(5e6, Länge*-8.64, -68.3)
+(10e6, Länge*-14.2, -78.7)

Ich kenne die Syntax halt nicht, aber sowas in der Art, sollte doch möglich sein?

[waste]

Das hat schonmal geklappt, aber wie bekomme ich eine Library von Pspice eingebunden? Also eine *.lib?
Ich weiß nicht, was du damit meinst. In LTspice eine Pspice Library einbinden?


Gibts eine Möglichkeit, vor die dBs noch einen Faktor zu setzen, sodass ich mit einer Zahl alle dB-Werte multipliziere?
Ja, einen Parameter "Laenge" mit .param definieren:
.param Laenge=2
und dann den Ausdruck wie in deinem Beispiel, aber in geschweiften Klammern:
Elowpass out 0 FREQ {V(in,0)}=
+(1e5, {Laenge*0}, 0)
+(1e6, {Laenge*-0.98}, -27)
+(2e6, {Laenge*-3}, -45.2)
+(5e6, {Laenge*-8.64}, -68.3)
+(10e6, {Laenge*-14.2}, -78.7)

Gruß Waste

[Bastih84]

Ah, super, werde es gleich mal ausprobieren.

Mit der Library meine ich, wie ich eine *.lib Datei in LTSpice einbinde, z.B. die *.Lib und die dazugehörige *.olb von Analog Devices, sodass ich auch andere Bauteile verwenden kann.

[waste]

In LTspice bindet man Libraries mit der SPICE Direktive INCLUDE auf dem Schaltplan ein, z.B.:
.include name.lib
oder auch .lib name.lib

olb-Dateien kenne ich nicht. Ob das LTspice frisst weiß ich auch nicht.
Aber bleib doch lieber bei Pspice, ich glaube das hat bei HF mehr Möglichkeiten.

Waste

[Bastih84]

Das mit dem Pspice wäre mir schon lieber, allerdings habe ich auch da keine Ahnung, wie ich mir mein eigenes Modell bastle, oder sowas mache wie hier beschrieben mit ein paar Zeilen Text.

Ach ja, das mit dem Einbinden scheint nicht zu funktionieren, er meckert dann was von Spannungen, die ihm nicht passen und neue Parts finde ich auch nicht.

Aber der Rest funzt top, DANKE nochmal !!!

[waste]

Oh weh, wenn du noch wenig Erfahrung mit Spice hast, dann fürchte ich, wird das nix. Die Schwierigkeit ist nämlich, die parasitären Elemente zu erfassen, die bei HF nicht mehr vernachlässigt werden können. Das erfordert schon einige Erfahrung.

Waste