Simulation komplexen Schaltkreis

Grundlagen des elektrischen Stromes. Alle Fragen zu Elektronik und Elektro sind erwünscht.

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Simulation komplexen Schaltkreis

Neuer Beitragvon elchico am Mittwoch 13. Januar 2021, 15:01

Hallo zusammen,

ich möchte einen AC Stromkreis simulieren mit mehreren einfachen Bauteilen (Widerstände + Kondensatoren), die entweder parallel oder in Reihe geschaltet sind.
Ausgegeben werden soll die Impedanz-Amplitude als Funktion der Frequenz (|Z|(f)).

Gibt es so etwas?

Hintergrund:
Ich simuliere berufsbedingt einen "etwas" komplexeren Stromkreis (|Z|(f) als Output), wobei mehrere Teilkreise (jeweils aus Widerständen und Kondensatoren bestehend, wobei die Werte abweichen) parallel geschaltet werden. Wenn ich jetzt den relativen Beitrag vom ersten Teilkreis erhöhe und den des zweiten Teilkreises verringere, sehe ich eine nicht-lineare Abhängigkeit der Impedanz. Dies möchte ich jetzt mit einfachen Mitteln runterbrechen, um eine Abschätzung abgeben zu können, wie diese nicht-Linearität zu begründen sein könnte (geht nur um einen ersten Vorstoß). Dabei würde es mir schon sehr helfen, wenn ich zu Anfangs mal (wie oben beschrieben) so einen Schaltkreis mit zwei Widerständen / Kondensatoren simulieren würde.

Vielen Dank im Voraus.
LG
elchico
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Re: Simulation komplexen Schaltkreis

Neuer Beitragvon SAD am Mittwoch 13. Januar 2021, 16:59

Vlt. bin ich zu alt, den Kauderwelsch zu verstehen.
Am Besten Du liest Dich hier mal durch
https://www.elektronik-kompendium.de/si ... dex.htm#a5
vlt. findest Du hier, was Du suchst.
Gruß SAD
SAD
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Re: Simulation komplexen Schaltkreis

Neuer Beitragvon anders am Mittwoch 13. Januar 2021, 20:47

sehe ich eine nicht-lineare Abhängigkeit der Impedanz
Also eine Abhängigkeit Z von der Amplitude?
Dann hast du nichtlineare Bauteile in der Schaltung.
Manche keramische Kondensatoren (Z5U, X7R usw.) können dafür verantwortlich sein, denn deren Kapazität verringert sich mit wachsender Spannung.

https://de.wikipedia.org/wiki/Keramikko ... zit%C3%A4t

Solche Kondensrtoren wird man in frequenzbestimmenden Kreisen aber sowieso nicht einsetzen, denn sie haben auch eine kriminelle Temperaturabhängigkeit und hohe Verluste.
(Besserung ist jedoch in Sicht)
Zuletzt geändert von anders am Mittwoch 13. Januar 2021, 21:03, insgesamt 1-mal geändert.
anders
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Re: Simulation komplexen Schaltkreis

Neuer Beitragvon elchico am Donnerstag 14. Januar 2021, 08:42

Hallo zusammen,

vielen Dank für Eure Antworten.

Sorry für das Kauderwelsch.
Wir simulieren einen Schaltkreis mit MatLab, wobei das Ersatzschaltbild aus mehreren Komponenten besteht (Kondensatoren / Widerständen). Ein Teil des Schaltbilds (Untereinheit, UE) sieht so aus, dass mehrere Widerstände / Kondensatoren parallel / in Reihe geschaltet sind. Mehrere UE werden wiederum parallel geschaltet (liegt am biochemischen Background).
Beispiel: 5 UE, alle parallel geschaltet, bestehend aus zB jeweils einem einzigen Widerstand. Nun gebe ich den Widerständen der UE Werte, zB immer 100 ohm.
Wie ändert sich jetzt die Impedanz abhängig von der Frequenz (mir ist klar, dass ein ohmscher Widerstand frequenzunabhängig ist, ist nur ein Beispiel), wenn ich eine UE / Widerstand stattdessen mit 10 ohm belege? Und wie ändert sich Z(f), wenn ich zwei UE / Widerstände mit 10 ohm belege? usw ..
Vorgehensweise (für beliebig viele UE, nicht nur 5):
Gesamt-Z bei "100 % aller Widerstände = 100 ohm" und "100 % aller Widerstände = 10 ohm" und jetzt Zwischensysteme definieren (80 % mit 100 ohm und 20 % mit 10 ohm). Die Frage ist: Ist dann Z(f) für die verschiedenen Zwischensystemen linear zwischen 100 % mit 100 ohm und 100 % mit 10 ohm?

Im Idealfall würde ich wiederum Impedanzspektren bekommen für Extrema (100 % mit 100 bzw. 10 ohm) und die Zwischensysteme (80:20, 60:40 usw).
Damit könnte ich ganz gezielt nur einzelne Bauteile variieren und dadurch feststellen, wodurch das von uns beobachtete Verhalten resultiert.

Vielleicht macht es das ein wenig klarer ;-)
Ist nicht ganz einfach in Worte zu fassen, ohne den ganzen biochemischen Background zu erklären, finde ich ... Sorry dafür.

Zu den beiden Antworten:
Die Hintergründe habe ich (als Laie) halbwegs verstanden, glaube ich ... Mir ist klar, wie sich die Bauteile verhalten und die Impedanz verändern. Ich denke, in 1-2 Wochen könnte ich auch ein entsprechendes Simulations-Programm schreiben, dass das gewünschte so berechnet wie ich mir das vorstelle.
Ich wollte erst versuchen, den kurzen Weg zu gehen (vielleicht gibt es schon etwas entsprechendes), bevor ich mich dahinter klemm und das selbst programmiere ..

Danke und LG
elchico
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Re: Simulation komplexen Schaltkreis

Neuer Beitragvon BernhardS am Donnerstag 14. Januar 2021, 11:30

Wo viel geschrieben wird, wird wenig gelesen - ist bei mir heute auch so.

Das gängige Simulationsprogramm ist LTspice. Leider verwende ich selbst kein solches Programm und kann nicht mehr dazu sagen. Aber mit ein paar Tutorials von youtube wird es schon gehen.
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Re: Simulation komplexen Schaltkreis

Neuer Beitragvon BernhardS am Donnerstag 14. Januar 2021, 13:22

Nachtrag:
War ja mal Chemiker und betreibe jetzt Elektronik/Amateurfunk und kann Deine Aufgabenstellung vielleicht nachvollziehen.
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Re: Simulation komplexen Schaltkreis

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Donnerstag 14. Januar 2021, 16:57

Du hast bei der Parallelschaltung oder Reihenschaltung nicht nur R und C auch die Leitungen haben einen R , ein C und nicht zu vernachlässigen ist die Induktivität der Leitung und auch die ist Frequenzabhängig !
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst das von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!
der mit den kurzen Armen
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Re: Simulation komplexen Schaltkreis

Neuer Beitragvon BernhardS am Freitag 15. Januar 2021, 15:41

Wenn es biochemisch ist, dann wird die Frequenz sich in Grenzen halten
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Re: Simulation komplexen Schaltkreis

Neuer Beitragvon anders am Samstag 16. Januar 2021, 20:52

Die Hintergründe habe ich (als Laie) halbwegs verstanden,
Hattest du nicht geschrieben, die Fragestellung sei berufsbedingt?
Welches ist denn die Berufsbezeichnung für Laien?


Die Frage ist: Ist dann Z(f) für die verschiedenen Zwischensystemen linear zwischen 100 % mit 100 ohm und 100 % mit 10 ohm?
Mir scheint, dass du nicht einmal weisst, was "linear" bedeutet.

in 1-2 Wochen könnte ich auch ein entsprechendes Simulations-Programm schreiben, dass das gewünschte so berechnet wie ich mir das vorstelle.
Mach mal!
Vielleicht errät der Compiler, was du wissen willst.
anders
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